Question

下圖為元素周期表的一部分，請參照元素①一⑧在表中的位置，回答下列問題

（1）元素⑧形成的簡單陰離子的結構示意圖為____；元素④、⑥、⑦形成的簡單離子的半徑由大到小的順序是          （用離子符號表示）。

（2）元素③和④可以形成多種化合物，其中化合物甲為這些化合物中相對分子質量最小的。若將化合物甲與元素④的單質按物質的量之比為4:1通人含足量由元素①、④和⑥組成的化合物乙的水溶液中，氣體恰好完全反應且生成的鹽只有一種，其反應的化學方程式為________。

（3）元素②和④組成的一種化合物與元素④的單質和化合物乙的水溶液在一定條件下可形成燃料電池，寫出該燃料電池負極的電極反應式          .

（4）由表中元素形成的常見物質X、Y、Z、M、N可發生以下反應:

①X溶液與Y溶液反應的離子方程式為___          _。

②N→⑦的單質反應的化學方程式為___          _。

③M的水溶液顯酸性，用離子方程式解釋其原因___          _。

 

Answer 1

【答案】

（19分）（1）（2分）r(O^2－)＞r(Na^＋) ＞r(Al^3＋)（2分）

（2）4NO＋O₂＋4NaOH＝4NaNO₂＋2H₂O （3分）  （3）CO＋4OH^－－2e^－＝CO₃^2－＋2H₂O （3分）

（4）①Al³⁺＋3NH₃+3H₂O＝Al(OH)₃↓＋3NH₄⁺（3分）

②2Al₂O₃(熔融) 4Al＋3O₂↑（3分）③NH₄^＋NH₃·H₂O＋H^＋（3分）

【解析】

試題分析：根據元素在周期表中的相對位置可知，元素①～⑧分別是①是H，②是C，③是N，④是O，⑤是Na，⑥是Na，⑦是Al，⑧是Cl。

（1）元素⑧形成的簡單陰離子是18電子微粒，其離子的結構示意圖為；核外電子排布相同的微粒其微粒半徑隨原子序數的增大而減小，則元素④、⑥、⑦形成的簡單離子的半徑由大到小的順序是r(O^2－)＞r(Na^＋) ＞r(Al^3＋)。

（2）元素③和④是N和O，二者形成多種化合物中相對分子質量最小的是NO，即甲是NO。由元素①、④和⑥組成的化合物乙是氫氧化鈉。若將化合物甲與元素④的單質按物質的量之比為4:1通人含足量氫氧化鈉的水溶液中，氣體恰好完全反應且生成的鹽只有一種。氧氣在反應中得到4個電子，所以根據電子的得失守恒可知，4分子NO失去4個電子，則1 分子NO失去1個電子，氮元素的化合價從＋2價升高到＋3價，即氧化產物是亞硝酸鈉，因此其反應的化學方程式為4NO＋O₂＋4NaOH＝4NaNO₂＋2H₂O。

（3）元素②和④組成的一種化合物與元素④的單質和化合物乙的水溶液在一定條件下可形成燃料電池，由于CO₂不能燃燒，所以C和O生成的化合物是CO。在原電池中負極失去電子，正極得到電子，所以CO在負極通入，氧氣在正極通入。由于電解質是氫氧化鈉溶液，所以該燃料電池負極的電極反應式為CO＋4OH^－－2e^－＝CO₃^2－＋2H₂O。

（4）①由表中元素形成的常見物質X、Y、Z、M、N可發生如圖轉化的反應，其中M是僅含非金屬的鹽，所以一定是銨鹽；Z加熱生成N，N又生成⑦的單質，即單質是鋁，所以N是氧化鋁，電解熔融的氧化鋁生成單質鋁。則Z是氫氧化鋁，氫氧化鋁分解生成氧化鋁。分析產物結合反應：X+Y+H₂O→Al(OH)₃+NH₄⁺可知X、Y是鋁鹽和一水合氨的反應；所以X溶液與Y溶液反應的離子方程式為：Al³⁺＋3NH₃+3H₂O＝Al(OH)₃↓＋3NH₄⁺。

②根據以上分析可知，N→⑦的單質反應的化學方程式為2Al₂O₃(熔融) 4Al＋3O₂↑。

③銨鹽在水溶液中，NH₄^＋水解，溶液顯酸性，反應的離子方程式是NH₄^＋NH₃·H₂O＋H^＋。

考點：考查元素周期表的結構、元素周期律的應用；氧化還原反應的有關計算和判斷；電極反應式的書寫以及物質推斷與制備等