Question

A、B、C、D、E為原子序數依次增大的五種短周期元素,其中僅含有一種金屬元素,A和D最外層電子數相同;B、C和E在周期表中相鄰,且C、E同主族。B、C的最外層電子數之和等于D的原子核外電子數,A和C可形成兩種常見的液態化合物。 請回答下列問題:
(1)B的原子結構示意圖         。
(2)C、D、E三種原子對應的離子半徑由大到小的順序是           (填具體離子);由A、B、C三種元素按4∶2∶3組成的化合物所含的化學鍵類型為                      。
(3)用某種廢棄的金屬易拉罐與A、C、D組成的化合物溶液反應,該反應的離子方程式為:                      。
(4)在100 mL 18 mol/L的濃的A、C、E組成的酸溶液中加入過量的銅片,加熱使之充分反應, 產生的氣體在標準狀況下的體積可能是   (填序號);
a.7.32 L       b.6.72 L        c.20.16 L      d.30.24 L
若使上述反應中剩余的銅片繼續溶解,可向其中加入硝酸鈉,反應的離子方程式為:                  。
(5)A、C兩元素的單質與熔融K₂CO₃組成的燃料電池,其負極反應式為                 ,用該電池電解1 L 1 mol/L NaCl溶液當消耗標準狀況下1.12 L H₂時,NaCl溶液的pH=  (假設電解過程中溶液的體積不變)。

Answer 1

(1) (2)S^2-＞O^2-＞Na⁺共價鍵和離子鍵
(3)2Al+2OH^-+2H₂O=2Al+3H₂↑
(4)ab 3Cu+8H⁺+2N=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
(5)H₂+C-2e^-=CO₂↑+H₂O  13

由于A和C可形成兩種常見的液態化合物,且C的原子序數大,故A為H,C為O,結合C、E為同主族的短周期元素,則E為S;又據A、D最外層電子數相同,故D為Na;再據B、C的最外層電子數之和等于D的原子核外電子數,則B為N。故(1)N的原子結構示意圖為。(2)電子層數越多,離子的半徑越大,而電子層結構相同的離子,“核大徑小”,故離子半徑大小順序為S^2-＞O^2-＞Na⁺,由A、B、C三種元素按4∶2∶3組成的化合物是NH₄NO₃,NH₄NO₃中含有離子鍵和共價鍵。(3)Al和NaOH溶液反應生成NaAlO₂和H₂,離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2Al+3H₂↑。(4)A、C、E組成的酸為H₂SO₄,濃H₂SO₄和Cu反應但稀H₂SO₄和Cu不反應,故生成SO₂的物質的量小于硫酸的一半,根據硫原子守恒知,氣體的體積小于20.16 L,故選a、b。若加入NaNO₃,提供的N與H⁺又與Cu反應:3Cu+8H⁺+2N=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O。(5)組成的電池是氫氧燃料電池,負極上H₂失去電子和C反應生成CO₂和水,電極反應式為H₂+C-2e^-=CO₂↑+H₂O。當消耗標準狀況下1.12 L H₂即n(H₂)="0.05" mol,則電解NaCl溶液時消耗H₂O電離出的H⁺的物質的量為0.1 mol,則產生的n(OH^-)="0.1" mol,即 c(OH^-)=="0.1" mol/L,所以pH=13。