Question

随原子序数的递增，八种短周期元素（用字母X等表示）原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。

根据判断出的元素回答问题：

（1）z在元素周期表的位置是           。

（2）比较d、f简单离子的半径大小（用化学符号表示，下同）        ＞        ；

比较d、g元素的简单气态氢化物的稳定性大小        ＞        。

（3）任选上述元素组成一种四原子共价化合物，写出其电子式         。

（4）已知1mol固体e的单质在足量d₂气体中燃烧，恢复至室温，放出255.5kJ热量，写出该反应的热化学方程式                  。

（5）由上述元素组成的离子化合物 Q：eh 和 W：e₂gd₄，若电解含2 molQ和2 molW的混合水溶液，当阳极产生44.8L气体（标准状况下，且不考虑气体的溶解和损失）时，电路中转移电子的物质的量为        mol。

（6）上述元素可组成盐R：zx₄f(gd₄)₂。向盛有10mL1mol·L^-1R溶液的烧杯中滴加1mol·L^-1 NaOH溶液，沉淀物质的量随NaOH溶液体积变化示意图如下：

①R溶液中，离子浓度由大到小的顺序是           。

②写出m点发生反应的离子方程式               。

③若在R溶液中改加20mL 1.2 mol·L^-1Ba(OH)₂溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为          mol。

Answer

(共14分)（前4空每空1分，其余每空2分）

（1）第二周期ⅤA族 ；（2）r(O2-)＞r(Al3+) ；H2O＞H2S；（3）（或）；

（4）2Na(s)+O2(g) ＝Na2O2(s) △H=-511kJ·mol-1

（5）6

（6）①c(SO42-)＞c(NH4+)＞c(Al3+)＞c(H+)＞c(OH-) ②NH4+ + OH-＝NH3·H2O ③0.02

【解析】

试题分析：根据元素的原子序数、原子半径及元素的化合价可确定x是H元素，y是C元素，z是N元素，d是O元素，e是Na元素，f是Al元素，g是S元素，h是Cl元素。Z是N元素，在元素周期表中位于第二周期ⅤA族；（2）根据元素的原子序数、原子半径及元素的化合价可确定d是O元素，f是Al元素，g是S元素。二者形成的简单离子O2-、Al3+核外电子排布都是2、8，电子层结构相等，对于电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以d、f简单离子的半径大小r(O2-)＞r(Al3+)；O、S是同一主族的元素，原子序数越大，元素的非金属性越弱，元素相应的最简单的氢化物的稳定性越小，所以d、g元素的简单气态氢化物的稳定性大小H2O＞H2S；（3）在上述元素组成一种四原子共价化合物如NH3，其电子式是。（4）已知1mol固体e的单质Na在足量O2气体中燃烧反应产生Na2O2，恢复至室温，放出255.5kJ热量，则该反应的热化学方程式是2Na(s)+O2(g) ＝Na2O2(s) △H=-511kJ·mol-1。（5）由上述元素组成的离子化合物 Q：NaCl和 W：Na2SO4，若电解含2 molQ和2 molW的混合水溶液，当阳极产生44.8L气体（标准状况下，且不考虑气体的溶解和损失）时，在阳极首先发生反应：2Cl--2e-=Cl2↑,n(NaCl)=2mol，反应产生1mol氯气，转移2mol电子；然后发生反应：4OH—-4e-=2H2O+O2↑,n(O2)=2mol-1mol=1mol，反应转移电子的物质的量是4mol，所以电路中转移电子的物质的量为6mol。（6）上述元素可组成盐R：zx4f(gd4)2是复盐NH4Al(SO4)2。①盐NH4Al(SO4)2在溶液中发生电离：NH4Al(SO4)2=NH4++Al3++2SO42-，NH4+、Al3+发生水解反应，消耗水电离产生的OH-，使溶液中c(H+)增大，当最终溶液达到平衡时，c(H+)>c(OH-)，溶液显酸性；由于Al3+水解程度大于NH4+，因此c(NH4+)＞c(Al3+)，盐水解程度是微弱的，主要以盐电离产生的离子存在，因此溶液中离子浓度大小关系是：c(SO42-)＞c(NH4+)＞c(Al3+)＞c(H+)＞c(OH-) ；②在0∽30mL时发生反应：Al3++3OH-= Al(OH)3↓；在NaOH溶液30mL∽40mL时，发生反应：NH4+ + OH-＝NH3·H2O；③在10mL1mol·L-1R溶液中含Al3+的物质的量是1mol/L×0.01L=0.01mol；含有SO42-的物质的量是n(SO42-)=0.02mol，若在R溶液中改加20mL 1.2 mol·L-1Ba(OH)2溶液，充分反应后，n[Ba(OH)2)]=1.2mol/L×0.02L=0.024mol；n(Ba2+)=0.024mol；n(OH-)=2×0.024mol=0.048mol，会发生反应:Ba2++SO42-=BaSO4↓，二者发生反应的物质的量的比是1:1，根据二者的物质的量可知Ba2+过量，反应产生的BaSO4以SO42-为标准计算，n(BaSO4)=0.02mol；Al3+会发生反应：Al3++3OH-= Al(OH)3↓，由于n(Al3+)=0.01mol，n(OH-)=0.048mol，根据反应关系可知OH-过量，形成沉淀以Al3+为标准，形成0.01mol Al(OH)3，反应消耗0.03mol OH-，过量的OH-会发生反应：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，二者反应的物质的量的比是1:1,由于Al(OH)3物质的量是0.01mol，溶液中含有OH-0.018mol，OH-过量，最后Al(OH)3完全被溶解变为AlO2-，因此溶液中产生沉淀是0.02mol硫酸钡。

【考点定位】考查元素周期表、元素周期律的应用、热化学方程式的书写、溶液中离子浓度大小比较、电解原理的应用、氢氧化铝的两性及物质的量在化学反应方程式的计算的应用的知识。

【名师点睛】元素周期表是学习化学的工具，元素周期律是反映元素之间关系及元素的原子结构、元素性质的规律，本题将元素的推断、元素周期律的应用、电子式的书写、物质的性质比较、盖斯定律的应用、热化学方程式的书写、盐的水解规律、氢氧化铝的两性、物质的量在化学反应方程式的计算、反应物有过量时的计算通过元素推断和物质的性质的应用有机融为一体，是一个非常好的综合性题目。