Question

12．五種短周期元素A、B、C、D、E原子序數依次增大，結合下列信息：
（1）A原子核外電子總數是內層電子數的三倍，A、E同主族；  
（2）B的最高價氧化物對應的水化物F與其氣態氫化物G反應，得到離子化合物H；  
（3）C的焰色反應呈黃色；
（4）D在同周期主族元素形成的簡單離子中，離子半徑最小．回答下列問題：
（1）寫出D在元素周期表中的位置：第三周期第ⅢA族；
（2）化合物H的水溶液pH＜ 7，其原因是NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺（用離子方程式表示）；
（3）上述元素的最高價氧化物對應的水化物中，有一種物質在一定條件下均能與其他四種物質發生化學反應，寫出該物質的電子式；
（4）某同學設計實驗證明A、B、E的非金屬性強弱關系．設計如圖裝置：
①溶液a和固體b分別為硝酸，碳酸鈉或碳酸氫鈉；
②該裝置有一個明顯不足是沒有除去二氧化碳中揮發的硝酸；若裝置改進后溶液c中發生反應的離子方程式為：CO₂+SiO₃^2-+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-，或2CO₂+SiO₃^2-+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-．

Answer 1

分析 五種短周期元素A、B、C、D、E原子序數依次增大，（1）A原子核外電子總數是內層電子數的三倍，則A為碳元素，A、E同主族，則E為硅元素，（2）B的最高價氧化物對應的水化物F與其氣態氫化物G反應，得到離子化合物H，則B為氮元素，F為硝酸，G為氨氣，H為硝酸銨，（3）C的焰色應呈黃色，則C為鈉元素，（4）D在同周期主族元素形成的簡單離子中，離子半徑最小，且原子序數大于鈉，則D為鋁元素，據此解答．

解答 解：五種短周期元素A、B、C、D、E原子序數依次增大，（1）A原子核外電子總數是內層電子數的三倍，則A為碳元素，A、E同主族，則E為硅元素，（2）B的最高價氧化物對應的水化物F與其氣態氫化物G反應，得到離子化合物H，則B為氮元素，F為硝酸，G為氨氣，H為硝酸銨，（3）C的焰色應呈黃色，則C為鈉元素，（4）D在同周期主族元素形成的簡單離子中，離子半徑最小，且原子序數大于鈉，則D為鋁元素．
（1）D為鋁元素，在元素周期表中處于第三周期第ⅢA族，故答案為：第三周期第ⅢA族；
（2）化合物H為硝酸銨，由于銨根離子水解，它的水溶液呈酸性，所以PH＜7，離子方程式為NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺，
故答案為：＜；NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺；
（3）上述元素的最高價氧化物對應的水化物中，氫氧化鈉在一定條件下均能與其他四種物質發生化學反應，它的電子式為，故答案為：；
（4）①元素的非金屬性越強，對應的最高價含氧酸的酸性越強，根據強酸制弱酸的原理設計實驗，溶液a和固體b分別為硝酸、碳酸鈉或碳酸氫鈉，故答案為：硝酸；碳酸氫鈉；
②硝酸易揮發，為防止干擾應用碳酸氫鈉溶液吸收除去，溶液c為硅酸鈉溶液，則溶液c中的離子方程式為：CO₂+SiO₃^2-+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-或2CO₂+SiO₃^2-+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-，
故答案為：沒有除去二氧化碳中揮發的硝酸；CO₂+SiO₃^2-+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-或2CO₂+SiO₃^2-+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-．

點評 本題考查結構性質位置關系、實驗方案評價等，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，難度中等．