Question

【題目】隨原子序數遞增,八種短周期元素(用字母表示)原子半徑的相對大小、最高正價或最低負價的變化如下圖所示。

根據判斷出的元素回答問題:

(1) f在周期表中的位置是__________。

(2) 比較d、e常見離子的半徑大小(用化學式表示,下同):____>____;比較g、h的最高價氧化物對應水化物的酸性強弱:____>____。

(3) 任選上述元素組成一種四原子共價化合物,寫出其電子式:____。

(4)f和h形成的化合物的物理性質非常特殊，其的熔點為190℃(2.02×105Pa)，但在180℃就開始升華。據此判斷，該化合物是_______(填“共價化合物”或“離子化合物”) , 可以證明你的判斷正確的實驗依據是________________。

(5) 上述元素可組成鹽R: zx4f(gd4)2，向盛有10 mL 1 mol·L-1R溶液的燒杯中滴加1 mol·L-1NaOH溶液,沉淀物質的量隨NaOH溶液體積的變化示意圖如下:

①m點反應的離子方程式: ________________。

②若在R溶液中改加20 mL 1.2 mol·L－1Ba(OH)2溶液,充分反應后,溶液中產生沉淀的物質的量為_______mol。

Answer 1

【答案】第3周期ⅢA族 r(O2－) r(Na＋) HClO4 H2SO4 共價化合物 熔融時不導電 NH4+＋OH－=NH3·H2O 0.022

【解析】

根據圖中d、g元素的最低價態均為-2價，首先判斷出d為O，g為S。其它元素依據其價態可依次推出，其中x為H，y為C，z為N，e為Na，f為Al，h為Cl。

（1）在表述元素在周期表中的位置時要說明所在的周期和所在的族。

（2）比較離子半徑大小，首先比較電子層數的多少，然后看核電荷數大�。槐容^最高價氧化物水化物的酸性強弱時，可以從非金屬性強弱入手分析。

（3）既是任寫一種，當然寫自己最熟悉的，比如NH3；

（4）共價化合物往往依靠分子間作用力聚集，熔、沸點較低。通常用化合物在熔融情況下的導電性來判斷是離子化合物還是共價化合物。

（5）用好題圖信息，明確反應的先后順序。

（1）f為Al，在元素周期表的第3周期，第IIIA族；

（2）d、e常見離子為O2-、Na+，它們都是10電子微粒，此時核電荷數越大，半徑越小，所以離子半徑：r(O2-)>r(Na+)；g為S，h為Cl，它們的最高價氧化物對應水化物的化學式為分別為：H2SO4、HClO4，其酸性強弱是HClO4>H2SO4；

（3）上述元素形成的四原子共價化合物可以是NH3、HCHO、AlCl3等，比如NH3的電子式表達為：；

（4）f和h形成AlCl3，熔點低、易升華說明它是共價化合物；判斷一個化合物是離子化合物還是共價化合物，通�？梢詼y其在熔融情況下的導電性，如果該化合物能導電，則為離子化合物，如該化合物不能導電，則為共價化合物；

（5）①上述元素形成的鹽R的化學式為NH4Al(SO4)2，加入NaOH溶液后，從沉淀的生成、溶解與消耗NaOH量的關系可以看出，發生反應的先后順序是：Al3++3OH-=Al(OH)3↓，NH4++OH-=NH3·H2O，Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；所以m處發生反應的離子方程式為：NH4++OH-=NH3·H2O；

②NH4Al(SO4)2的物質的量為0.01mol，其中含有NH4+0.01mol，Al3+0.01mol，SO42-0.02mol；Ba(OH)2的物質的量為0.024mol，其中含有Ba2+0.024mol，OH-0.048mol。反應生成的BaSO4沉淀的物質的量為0.02mol(Ba2+過量，用完全反應的SO42-計算所得)；據題圖可知OH-涉及的反應有先后，先發生反應：Al3++3OH-=Al(OH)3↓，此時Al3+完全反應，消耗OH-的物質的量為0.03mol，接著發生反應：NH4++OH-=NH3·H2O，此時NH4+完全反應，消耗OH-的物質的量為0.01mol，最后剩余的OH-0.008，將部分Al(OH)3溶解：

Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O

0.01mol 0.008mol

所以Al(OH)3未溶解的物質的量為：0.01mol-0.008mol=0.002mol，所以最后溶液中沉淀的物質的量為：n(BaSO4)+n[Al(OH)3]余=0.02mol+0.002mol=0.022mol。