Question

A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素,其中仅含有一种金属元素,A和D最外层电子数相同;B、C和E在周期表中相邻,且C、E同主族。B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数,A和C可形成两种常见的液态化合物。 请回答下列问题:

(1)B的原子结构示意图          。

(2)C、D、E三种原子对应的离子半径由大到小的顺序是           (填具体离子);由A、B、C三种元素按4∶2∶3组成的化合物所含的化学键类型为                       。

(3)用某种废弃的金属易拉罐与A、C、D组成的化合物溶液反应,该反应的离子方程式为:                       。

(4)在100 mL 18 mol/L的浓的A、C、E组成的酸溶液中加入过量的铜片,加热使之充分反应, 产生的气体在标准状况下的体积可能是    (填序号);

a.7.32 L       b.6.72 L        c.20.16 L      d.30.24 L

若使上述反应中剩余的铜片继续溶解,可向其中加入硝酸钠,反应的离子方程式为:                   。

(5)A、C两元素的单质与熔融K₂CO₃组成的燃料电池,其负极反应式为                  ,用该电池电解1 L 1 mol/L NaCl溶液当消耗标准状况下1.12 L H₂时,NaCl溶液的pH=  (假设电解过程中溶液的体积不变)。

Answer

(1) (2)S2-＞O2-＞Na+ 共价键和离子键

(3)2Al+2OH-+2H2O=2Al+3H2↑

(4)ab 3Cu+8H++2N=3Cu2++2NO↑+4H2O

(5)H2+C-2e-=CO2↑+H2O 13

【解析】由于A和C可形成两种常见的液态化合物,且C的原子序数大,故A为H,C为O,结合C、E为同主族的短周期元素,则E为S;又据A、D最外层电子数相同,故D为Na;再据B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数,则B为N。故(1)N的原子结构示意图为。(2)电子层数越多,离子的半径越大,而电子层结构相同的离子,“核大径小”,故离子半径大小顺序为S2-＞O2-＞Na+,由A、B、C三种元素按4∶2∶3组成的化合物是NH4NO3,NH4NO3中含有离子键和共价键。(3)Al和NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2,离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2Al+3H2↑。(4)A、C、E组成的酸为H2SO4,浓H2SO4和Cu反应但稀H2SO4和Cu不反应,故生成SO2的物质的量小于硫酸的一半,根据硫原子守恒知,气体的体积小于20.16 L,故选a、b。若加入NaNO3,提供的N与H+又与Cu反应:3Cu+8H++2N=3Cu2++2NO↑+4H2O。(5)组成的电池是氢氧燃料电池,负极上H2失去电子和C反应生成CO2和水,电极反应式为H2+C-2e-=CO2↑+H2O。当消耗标准状况下1.12 L H2即n(H2)=0.05 mol,则电解NaCl溶液时消耗H2O电离出的H+的物质的量为0.1 mol,则产生的n(OH-)=0.1 mol,即 c(OH-)==0.1 mol/L,所以pH=13。