Question

随原子序数的递增,八种短周期元素原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如以下左图所示。

根据判断出的元素回答问题：

（1）A、B均为以上某两种元素组成的分子，A中有四个原子核和10个电子，B中有6个原子核和18个电子，则A的分子式为________，B的分子式为_________。

（2）比较e、f离子的半径大小(用元素离子符号表示)__________________；非金属性g_____h(填“强于”或“弱于”)，用一个化学方程式证明你的推论 ________。

（3）上述元素可组成盐R【化学式为zx₄f(gd₄)₂】,向盛有10mL1mol·L⁻¹R溶液的烧杯中滴加NaOH溶液，沉淀物质的量随NaOH溶液体积变化示意图如以上右图：

①上述NaOH溶液物质的量的浓度为_________________________。

②写出m点反应的离子方程式______________________________。

③若向R溶液中改加20mL1.1mol·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

NH3 N2H4 r(Na+)>r(Al3+) 弱于 H2S+Cl2===S↓+2HCl 1mol⋅L−1 NH4++OH-=NH3⋅H2O 0.026.

【解析】由x-h均为短周期元素，根据柱状图可知，x处于第一周期，y、z、d处于第二周期，e、f、g、h处于第三周期，根据各元素最高正价或最低负价可知x、e处于ⅠA族，y处于第ⅣA族，z处于第ⅤA族，d、g处于第ⅥA族，f处于第ⅢA族，h处于第ⅦA族，由此可知x为氢、y为碳、z为氮、d为氧、e为钠、f为铝、g为硫、h为氯。

（1）A中有四个原子核和10个电子，A为NH3；B中有6个原子核和18个电子，B为N2H4；正确答案：NH3；N2H4。

（2）e为钠、f为铝；核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小r(Na+)>r(Al3+)；g为硫、h为氯；同一周期原子半径越小，非金属性越强，所以g弱于h；氯气与硫化氢反应制备单质硫，体现了氯气氧化性大于硫，氯元素的非金属性大于硫元素，反应为H2S+Cl2==S↓+2HCl；正确答案：r(Na+)>r(Al3+)；弱于；H2S+Cl2==S↓+2HCl。

（3）①上述元素可组成盐R化学式为NH4Al(SO4)2, 向盛有10mL1mol·L−1R溶液的烧杯中滴加NaOH溶液,当氢氧化钠滴加到50 mL时，恰好形成偏铝酸钠和一水合氨，根据反应关系：Al3+--4OH- 和NH4+-OH-可知：设NaOH溶液物质的量的浓度为cmol/L, c×50×10-3=10mL×1×10-3×4+10mL×1×10-3, c=1mol/L；正确答案：1mol⋅L−1。

②由图可知0-30mL，发生反应Al3++3OH-=Al(OH)3↓，氢氧化铝沉淀逐渐增多，m点过程中加入氢氧化钠，沉淀物质的量不变，是NH4+与OH-反应生成NH3⋅H2O，离子方程式为：NH4++OH-=NH3⋅H2O ，40-50mL，使氢氧化铝逐渐溶解；正确答案：NH4++OH-=NH3⋅H2O。

③20mL1.1mol·L−1Ba(OH)2溶液提供的氢氧根离子的量为20×1.1×10-3×2=0.044 mol；10mL、1mol·L−1 NH4Al(SO4)2溶液中含有NH4+的量为10mL×1×10-3=0.01 mol，含有Al3+的量为10mL×1×10-3=0.01 mol，其中，与铵根离子反应消耗的氢氧根离子的量为0.01 mol，剩余的氢氧根离子的量为0.044 -0.01=0.034 mol，根据反应关系：Al3+--3OH—Al(OH)3,可知：0.01 mol Al3+完全反应消耗氢氧根离子的量为0.03 mol，生成氢氧化铝系可知，0.004 mol氢氧根离子完全反应消耗氢氧化铝的量为0.004 mol，最终产生的氢氧化铝的量为0.01-0.004 =0.006 mol；钡离子与硫酸根离子反应生成沉淀硫酸钡根据反应关系：Ba2+---SO42_-BaSO4 ；硫酸根离子的量为10mL×1×10-3×2=0.02mol，钡离子的量为20×1.1×10-3=0.022 mol，所以按硫酸根离子进行计算，生成硫酸钡沉淀0.02mol；所以液中产生沉淀的物质的量为0.02mol+0.006 mol=0.026 mol；正确答案：0.026。