Question

4．元素周期表中的元素位置如圖表示：

請回答下列問題：
（1）由②④⑤三種元素組成的無機物（相對分子質量：106），其水溶液呈堿性．用離子方程式表示其原因．CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-．
（2）只含①③④三種元素的一種常見離子化合物中，元素③的化合價分別處于最高價和最低價，其水溶液中離子的物質的量濃度由大到小的順序為：c（N0₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（3）寫出元素⑦的單質與元素⑤的最高氧化物的水化物的水溶液反應的離子方程式：Si+2OH^-+H₂O=SiO₃^2-+2H₂↑．
（4）將元素⑨與元素⑩的高價化合物滴入沸水中，離子方程式是：Fe³⁺+3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺．
（5）寫出用元素⑩的單質為電極，電解由④⑤⑧組成的化合物（相對分子質量：142）的水溶液的總化學方程式：Fe+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Fe（OH）₂↓+H₂↑．
（6）由元素④⑥組成的陰離子可與小蘇打溶液反應，其離子方程式為：AlO₂^-+HCO₃^-+H₂0=Al（OH）₃↓+CO₃^2-．
（7）由①（X）②（Y）④（Z）三種元素的化合物，其分子式不可能是：D．
A．X₂YZ．B．X₂YZ₂．C．X₂YZ₃．D．X₂YZ₄．E．X₂Y₂Z₄．
（8）元素③的氫化物與元素④的單質在一定條件下發生置換反應，在該反應中，氧化劑和還原劑的物質的量之比為：3：4．

Answer 1

分析 根據元素在周期表中的分布可知①～⑩元素分別是：H、C、N、O、Na、Al、Si、S、Cl、Fe，
（1）②④⑤三種元素分別為C、O、Na，由C、O、Na組成的無機物（相對分子質量：106）為碳酸鈉，碳酸根離子部分水解，溶液顯示堿性，據此寫出碳酸根離子水解的離子方程式；
（2）該化合物為硝酸銨，銨根離子部分水解，溶液顯示酸性，然后結合電荷守恒判斷各離子濃度大�。�
（3）元素⑦的單質為Si，元素⑤的最高氧化物的水化物為NaOH，硅與氫氧化鈉溶液反應生成硅酸鈉和氫氣；
（4）元素⑨為Cl，元素⑩的高價離子為鐵離子，二者形成的化合物為氯化鐵，將氯化鐵滴入沸水中，鐵離子發生水解生成氫氧化鐵膠體；
（5）素⑩的單質Fe為電極，由④⑤⑧組成的化合物（相對分子質量：142）硫酸鈉，電解中陽極鐵失去電子生成氫氧化亞鐵，陰極水電離的氫離子得到電子生成氫氣，據此寫出電解的總方程式；
（6）由元素④⑥組成的陰離子可與小蘇打溶液反應，該陰離子為偏鋁酸根離子，碳酸氫根離子的酸性大于氫氧化鋁，則碳酸氫根離子與偏鋁酸根離子反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸根離子；
（7）①（X）為H、②（Y）為C、④（Z）為O元素，由H、C、O三種元素的化合物，H化合價為+1、O元素化合價為-2，結合碳元素的最高正價為+4對各選項進行判斷；
（8）元素③的氫化物為氨氣，元素④的單質為氧氣，在一定條件下發生置換反應，則反應生成氮氣和水，根據氧化還原反應中電子守恒計算．

解答 解：根據元素在周期表中的分布可知①～⑩元素分別是：H、C、N、O、Na、Al、Si、S、Cl、Fe，
（1）②④⑤分別為C、O、Na，由C、O、Na組成的無機物，其相對分子質量為106，則該無機物為碳酸鈉，碳酸鈉溶液中碳酸根離子部分水解，溶液顯示堿性，水解的離子方程式為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；，
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
（2）①③④分別為H、N、O，只含①③④三種元素的一種常見離子化合物中，元素③的化合價分別處于最高價和最低價，該化合物為硝酸銨，銨根離子部分水解，溶液顯示酸性，則c（H⁺）＞c（OH^-），根據電荷守恒可知：c（N0₃^-）＞c （NH₄⁺），則溶液中離子濃度大小為：c（N0₃^-）＞c （NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：c（N0₃^-）＞c （NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（3）元素⑦的單質為Si，元素⑤的最高氧化物的水化物為NaOH，硅與氫氧化鈉溶液反應生成硅酸鈉和氫氣，反應的離子方程式為：Si+2OH^-+H₂O=SiO₃^2-+2H₂↑，
故答案為：Si+2OH^-+H₂O=SiO₃^2-+2H₂↑；
（4）元素⑨與元素⑩的高價化合物為氯化鐵，將氯化鐵滴入沸水中，鐵離子發生水解生成氫氧化鐵膠體，反應的離子方程式為：Fe³⁺+3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺，
故答案為：Fe³⁺+3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺；
（5）元素⑩的單質Fe為電極，由④⑤⑧組成的化合物（相對分子質量：142）硫酸鈉，電解過程中，陽極鐵失去電子生成氫氧化亞鐵，陰極水電離的氫離子得到電子生成氫氣，電解的總化學方程式為：Fe+2H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ Fe（OH）₂↓+H₂↑，
故答案為：Fe+2H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ Fe（OH）₂↓+H₂↑；
（6）由元素④⑥組成的陰離子可與小蘇打溶液反應，該陰離子為偏鋁酸根離子，由于碳酸氫根離子的酸性大于氫氧化鋁，則碳酸氫根離子與偏鋁酸根離子反應生成氫氧化鋁沉淀，反應的離子方程式為：AlO₂^-+HCO₃^-+H₂0=Al（OH）₃↓+CO₃^2-，
故答案為：AlO₂^-+HCO₃^-+H₂0=Al（OH）₃↓+CO₃^2-；
（7）①（X）為H、②（Y）為C、④（Z）為O元素，由H、C、O三種元素的化合物，H化合價為+1、O元素化合價為-2，C元素化合價可以為
A．X₂YZ為H₂CO，為乙醛，可以存在該物質，故A錯誤；
B．X₂YZ₂為H₂CO₂，為甲酸，存在該物質，故B錯誤；
C．X₂YZ₃為H₂CO₃，為碳酸，存在該物質，故C錯誤；
D．X₂YZ₄為H₂CO₄，C元素的化合價為+6，而C的最高化合價為+4，所以不存在該物質，故D正確；
E．X₂Y₂Z₄為H₂C₂O₄，為草酸，化合價為+2，存在該物質，故E錯誤；
故答案為：D；
（8）元素③的氫化物為氨氣，元素④的單質為氧氣，在一定條件下發生置換反應，則反應產物為氮氣和水，氨氣中氮元素的化合價為-3，反應后生成0價的氮氣，化合價變化為3，反應中N元素化合價升高被氧化，則氨氣為還原劑；氧氣反應后生成變成-2價，化合價變化為4，設氧化劑氧氣的物質的量為x，還原劑氨氣的物質的量為y，根據電子守恒可得：4x=3y，整理可得：x：y=3：4，
故答案為：3：4．

點評 本題考查了元素周期表和元素周期律的綜合應用，題目難度中等，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查學生的分析、理解能力及靈活應用基礎知識的能力，熟練掌握元素周期律內容、元素周期表結構為解答關鍵．