Question

【題目】有甲、乙、丙、丁、戊、己六種短周期元素，其元素特征信息如下表所示：

編號	元素特征信息
甲	其單質是密度最小的物質
乙	陰離子帶兩個單位負電荷,單質是空氣的主要成分之一
丙	其陽離子與乙的陰離子有相同的電子層結構，且與乙可以形成兩種離子化合物
丁	其氫氧化物和氧化物都有兩性，與丙同周期
戊	在地殼中的元素含量僅次于乙
己	與丙同周期，原子半徑在該周期最小

(1)元素戊在元素周期表中的位置是____________(用周期、族表示)。乙、丙、丁的簡單離子半徑由大到小的順序是_______(用離子符號表示)。上述元素的最高價氧化物對應的水化物酸性最強的是__________(寫化學式)。

(2)丁單質與甲、乙、丙形成的化合物的水溶液反應的離子方程式為______________；工業生產中，用與戊同主族的一種短周期元素的單質，還原戊的氧化物以制取戊的單質，其反應的化學方程式為_____________________.

(3)實驗研究發現，硝酸發生氧化還原反應時，硝酸的濃度越稀，對應還原產物中氮元素的化合價越低。現有一定量丁的單質粉末和元素周期表中26號元素(生活中常見的一種金屬元素)的單質粉末的混合物與一定體積某濃度的稀硝酸充分反應，反應過程中無氣體放出。向反應結束后的溶液中逐滴加入的溶液，所加溶液的體積()與產生的沉淀的物質的量關系如圖所示：

請計算：

①圖中B與A的差值為____________；

②原硝酸溶液中含硝酸的物質的量為__________。

Answer 1

【答案】第四周期，第ⅣA族O2-＞Na+＞Al3+HClO42Al + 2OH- +2H2O=2AlO2- + 3H2↑2C+SiO2Si+2CO0.050.5

【解析】

甲、乙、丙、丁、戊、己六種短周期元素，甲的單質是密度最小的物質，則甲為H元素；乙的陰離子帶兩個單位的負電荷，單質是空氣主要成分之一，則乙為氧元素；乙為氧元素，乙的陰離子為O2-，丙的陽離子與乙的陰離子具有相同的電子層結構，則丙原子有3個電子層，且與乙可以形成兩種離子化合物，則丙為Na元素；丁的氫氧化物和氧化物都有兩性，且與丙同周期，則丁為鋁元素；戊在地殼中的元素含量僅次于O，則戊為硅元素；己與丙同周期，其原子半徑在該周期最小，則己為氯元素。

(1)元素硅在元素周期表中位于第四周期第ⅣA族。乙、丙、丁的簡單離子具有相同的電子層結構，核電荷數越大，離子半徑越小，離子半徑由大到小的順序是O2-＞Na+＞Al3+。元素的非金屬性越強，最高價含氧酸的酸性越強，上述元素的最高價氧化物對應的水化物酸性最強的是HClO4，故答案為：第四周期第ⅣA族；O2-＞Na+＞Al3+；HClO4；

(2)鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應的離子方程式為2Al + 2OH- +2H2O=2AlO2- + 3H2↑；工業生產中，用與硅同主族的一種短周期元素的單質，還原戊的氧化物以制取戊的單質，該單質為碳，碳與二氧化硅其反應的化學方程式為2C+SiO2Si+2CO，故答案為：2Al + 2OH- +2H2O=2AlO2- + 3H2↑；2C+SiO2Si+2CO；

（3）通過題意，反應始終沒有氣體生成，可以得出不會有氮的氧化物生成，又有硝酸的濃度越稀，對應還原產物中氮元素的化合價越低，可以推測N元素由+5變成了-3價，由圖可得硝酸過量，加入氫氧化鈉溶液應先與硝酸反應，再生成沉淀，當沉淀完全后由圖知繼續加入氫氧化鈉溶液，沉淀量不變，氫氧化鈉與NH4+發生了反應。

①B與A的差值為溶解的氫氧化鋁，根據Al（OH）3 +OH-=AlO2-+2H2O，得出Al（OH）3的物質的量為：（104-94）×10-3L×5mol/L=0.05 mol，故答案為：0.05；

②根據NH4++OH-=NH3H2O 得出n（NH4+）=（94-88）×10-3L×5mol/L=0.03 mol，N元素由+5價變為-3價，而金屬都由0價變為+3價，根據得失電子守恒，金屬的物質的量為0.03mol×8÷3=0.08 mol，所以CD段消耗NaOH的體積為：=0.048L=48mL，在D點氫氧化鈉與硝酸、鋁鐵離子的反應，可計算得出C點氫氧化鈉溶液的體積為88mL-48mL=40mL，根據N元素守恒，可知：n（HNO3）=n（H+）+2n（NH4NO3）+3n[Fe（NO3）3]+3n[Al（NO3）3]=0.04L×5mol/L+2×0.03mol+3×0.08mol=0.5mol，故答案為：0.5。