Question

A、B、C、D、E、F為原子序數(shù)依次增大的六種元素，其中除F外均為短周期主族元素．常溫下A、B、C的常見單質(zhì)均為無色、無味的氣體，D、E、F的單質(zhì)均為固體，且F單質(zhì)是目前世界上使用量最大的金屬．A是所有元素中原子半徑最小的元素，C與E同主族，且E的原子序數(shù)為C的2倍，D的最外層電子數(shù)比最內(nèi)層多1個．請用化學用語回答下列問題：
（1）C的離子結(jié)構(gòu)示意圖為

；D與E兩元素的離子半徑：D

＜

E（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）由A與碳元素組成的原子個數(shù)比3：1的最簡化合物的結(jié)構(gòu)簡式為

CH₃-CH₃

．
（3）A與C形成的10電子陰離子與A與E形成的18電子陰離子反應的離子方程式為

HS^-+OH^-=S^2-+H₂O

．
（4）B的最高價氧化物的水化物與其氫化物反應生成的鹽的水溶液的PH

＜

7（填“＞”、“＜”或“=”）．化合物AB₃是一種無色的液態(tài)物質(zhì)，受撞擊會分解成兩種單質(zhì)，請寫出該反應的化學方程式

2HN₃=H₂↑+3N₂↑

．
（5）已知一定條件下，D單質(zhì)與氧化物F₃O₄反應時，放出大量的熱且使F單質(zhì)熔化．試寫出該反應的化學方程式

8Al+3Fe₃O₄

高溫  .

4Al₂O₃+9Fe

．
（6）上述元素中的五種元素可形成一種復鹽，三種離子個數(shù)比為1：1：2，若向該鹽溶液中逐滴加入濃NaOH溶液時，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀逐漸溶解；同時有刺激性氣味的氣體放出；若加入鹽酸酸化的BaCl₂溶液，也有白色沉淀產(chǎn)生．則該復鹽的化學式為

NH₄Al（SO₄）₂

．

Answer 1

分析：（1）常溫下A、B、C的常見單質(zhì)均為無色、無味的氣體，常見單質(zhì)均為無色無味的氣體有H₂、N₂、O₂；且F單質(zhì)是目前世界上使用量最大的金屬，說明F為鐵；A是所有元素中原子半徑最小的元素，說明A是氫元素；C與E同主族，且E的原子序數(shù)為C的2倍，在主族中只有氧和硫；D的最外層電子數(shù)比最內(nèi)層多1個，可說明最外層電子數(shù)為3，即為鋁；
（2）根據(jù)烷烴通式：C_nH_2n+2，結(jié)合原子個數(shù)比3：1確定最簡式，然后確定結(jié)構(gòu)簡式；
（3）電子總數(shù)為10個電子的微粒有：分子：CH₄、NH₃、H₂O、HF、Ne； 陰離子：N^3-、O^2-、F^-、OH^-、NH₂^-； 陽離子：Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、H₃O⁺．
電子總數(shù)為18個電子的微粒有：SiH₄、PH₃、H₂S、HCl、Ar、CH₃-CH₃、NH₂-NH₂、HO-OH、CH₃-OH、H₂N-OH、F₂；陰離子：S^2-、O₂^2-、Cl^-、HS^-； 陽離子：K⁺、Ca²⁺、N₂H₅⁺、N₂H₆²⁺；
（4）根據(jù)鹽類水解原理解題，強酸弱堿鹽水解呈酸性，強堿弱酸鹽水解呈堿性；
（5）根據(jù)鋁熱反應確定反應物和生成物，寫出方程式；
（6）復鹽指由兩種陽離子和一種酸根離子組成的鹽，向該鹽溶液中逐滴加入濃NaOH溶液時，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀逐漸溶解；同時有刺激性氣味的氣體放出，說明陽離子是Al³⁺和
NH₄⁺，加入鹽酸酸化的BaCl₂溶液，也有白色沉淀產(chǎn)生，說明酸根離子是SO₄^2-，即可確定該復鹽的組成．

解答：解：常溫下A、B、C的單質(zhì)均為無色、無味的氣體，常見單質(zhì)均為無色無味的氣體有H₂、N₂、O₂；F單質(zhì)是目前世界上使用量最大的金屬，說明F為鐵；A是所有元素中原子半徑最小的元素，說明A是氫元素；C與E同主族，且E的原子序數(shù)為C的2倍，在主族中只有氧和硫，氧的原子序數(shù)為8，硫的原子序數(shù)為16；D的最外層電子數(shù)比最內(nèi)層多1個，A、B、C、D、E、F為原子序數(shù)依次增大的六種元素，C為氧，說明D在第三周期，則D原子的核外有三個電子層，第一電子層排2個電子，最外層即第三層應排3個電子，則核外電子數(shù)為13，即為鋁．故A為H、B為N、C為O、D為Al、E為S、F為Fe．
（1）氧原子最外層排布6個電子，得到兩個電子后形成O^2-，O^2-離子結(jié)構(gòu)示意圖為．微粒半徑大小比較看電子層數(shù)，電子層數(shù)越多，半徑越大，D離子是Al³⁺與E離子是S^2-，Al³⁺離子結(jié)構(gòu)示意圖為，S^2-離子結(jié)構(gòu)示意圖為，Al³⁺核外2個電子層，S^2-核外3個電子層，故離子半徑：Al³⁺＜S^2-，
故答案為：；＜；
（2）A是氫元素，由H與碳元素組成的原子個數(shù)比3：1的化合物的最簡式為CH₃，再結(jié)合烷烴通式：C_nH_2n+2分析：
設該化合物的分子式為（CH₃）n，n=1，分子式為CH₃，不符合烷烴通式；n=2，分子式為C₂H₆，為乙烷，符合烷烴通式；n=3，分子式為C₃H₉，不符合烷烴通式；故可確定該化合物為乙烷C₂H₆，結(jié)構(gòu)簡式為CH₃-CH₃．
故答案為：CH₃-CH₃；
（3）H與O形成的10電子陰離子是OH^-，H與S形成的18電子陰離子是HS^-，HS^-是酸式根離子，可與OH^-反應，反應的離子方程式為HS^-+OH^-═S^2-+H₂O，
故答案為：HS^-+OH^-═S^2-+H₂O；
（4）B是N元素，氮的最高價氧化物的水化物是HNO₃，氮的氫化物是NH₃，HNO₃與NH₃反應生成的鹽是NH₄NO₃，為強酸弱堿鹽．根據(jù)鹽類水解原理解題，強酸弱堿鹽水解呈酸性，所以NH₄NO₃水溶液呈酸性，pH＜7．
化合物AB₃是HN₃，根據(jù)題意，受撞擊會分解成兩種單質(zhì)，只能是H₂和N₂．根據(jù)反應物和生成物寫出方程式再配平即得2HN₃═H₂↑+3N₂↑，
故答案為：＜；2HN₃=H₂↑+3N₂↑；
（5）D單質(zhì)是Al，與氧化物F₃O₄反應時，放出大量的熱且使Fe單質(zhì)熔化，該反應為鋁熱反應，根據(jù)反應物和生成物寫出方程式再配平即得8Al+3Fe₃O₄

高溫  .

4Al₂O₃+9Fe，
故答案為：8Al+3Fe₃O₄

高溫  .

4Al₂O₃+9Fe；
（6）復鹽指由兩種陽離子和一種酸根離子組成的鹽，向該鹽溶液中逐滴加入濃NaOH溶液時，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀逐漸溶解，說明含有Al³⁺，反應為Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓、
Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．同時有刺激性氣味的氣體放出，說明含有NH₄⁺，反應為NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O．加入鹽酸酸化的BaCl₂溶液，也有白色沉淀產(chǎn)生，說明酸根離子是SO₄^2-，反應為
SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓．故該復鹽中含NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-．根據(jù)三種離子個數(shù)比為1：1：2，結(jié)合化合價代數(shù)和等于零即可確定該復鹽的化學式為NH₄Al（SO₄）₂，
故答案為：NH₄Al（SO₄）₂．

點評：本題側(cè)重元素周期表的推斷，結(jié)合元素化合物的性質(zhì)，采用定量分析等方法解題，解題的關鍵在于利用元素周期表和元素化合物性質(zhì)相結(jié)合推斷出各元素．