Question

19．X、Y、Z、E、T均為短周期元素，在周期表中的相對位置如圖1．X是短周期中原子半徑最大的元素； X、Y在同一周期，Y是常見的半導體材料； E的最高價氧化物對應水化物有強脫水性．

根據判斷出的元素回答問題：
（1）T在元素周期表中的位置第三周期，第ⅦA族；
（2）這幾種元素的氫化物中，水溶液酸性最強的是HCl（填化學式）；YZ₂的熔點高于EZ₂的熔點（填高于或低于）；
（3）E₂T₂的電子式；
（4）工業上制備單質X的化學反應方程式2NaCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑；
（5）已知1mol晶體Y在足量Z₂中燃燒，恢復至室溫，放出989.2kJ 熱量，寫出該反應的熱化學方程式：Si（s）+O₂（g）═SiO₂（s）△H=-989.2kJ•mol^-1；
（6）某溶液中可能含有以下陽離子（忽略由水電離產生的H⁺、OH^-）：H⁺、NH₄⁺、K⁺、Mg²⁺、Al³⁺，現取100mL該溶液逐滴滴加NaOH溶液，測得沉淀的物質的量與NaOH溶液的體積關系如圖2所示．
①在實驗中，NaOH溶液滴至b～c段過程中發生的離子反應方程式為NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O；NaOH溶液的濃度為$\frac{10}{d-c}$ mol•L^-1 （用字母c、d表示）；
②原溶液中含有的Mg²⁺、Al³⁺、H⁺，其物質的量之比n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）：n（H⁺）為1：1：1．

Answer 1

分析 X是短周期中原子半徑最大的元素是鈉元素； X、Y在同一周期，Y是常見的半導體材料所以Y是硅元素； E的最高價氧化物對應水化物有強脫水性，所以E是硫元素，則T是氯元素，Z是氧元素；
（1）氯元素三個電子層，最外層7個電子；
（2）這幾種元素的氫化物中，水溶液酸性最強的是鹽酸，SiO₂是原子晶體，而二氧化硫是分子晶體，二氧化硅熔點高于SO₂的熔點；
（3）E₂T₂的化學式為：S₂Cl₂，電子式為：；
（4）工業上是電解熔融的氯化鈉制備單質鈉的；
（5）已知1mol晶體硅在足量氧氣中燃燒，恢復至室溫，放出989.2kJ 熱量，所以熱化學方程式為：Si（s）+O₂（g）═SiO₂（s）△H=-989.2 kJ•mol^-1；
（6）①通過圖象知，在加入過量的過氧化鈉的過程中，一開始就有沉淀生成，說明不含有H⁺，沉淀部分溶解，推斷一定含有Al³⁺；圖象中有一段平臺，說明加入OH^-時無沉淀生成，有NH₄⁺，NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，最后溶液中有沉淀，說明溶液中含Mg²⁺；原溶液確定含有Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺，由圖可知，沉淀最大時是氫氧化鎂、氫氧化鋁沉淀，且n[Mg（OH）₂]+n[Al（OH）₃]=0.02mol，沉淀最小時，為氫氧化鎂，故n[Mg（OH）₂]=0.01mol，故n[Al（OH）₃]=0.02mol-0.01mol=0.01mol，根據鋁元素守恒可知n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]=0.01mol，根據Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，需OH^-0.01mol；由圖可知消耗Na0H（d-c）mL，所以c（Na0H ）=$\frac{n}{V}$，由此分析解答；
②原溶液確定含有Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺，由圖可知，沉淀最大時是氫氧化鎂、氫氧化鋁沉淀，且n[Mg（OH）₂]+n[Al（OH）₃]=0.02mol，沉淀最小時，為氫氧化鎂，故n[Mg（OH）₂]=0.01mol，故n[Al（OH）₃]=0.02mol-0.01mol=0.01mol，根據鋁元素守恒可知n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]=0.01mol，根據Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，需OH^-0.03mol；根據鎂元素守恒可知原溶液中n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]=0.01mol，由（2）知而c到d一格氫氧根離子的濃度為0.01mol，0→a與氫離子反應，所以氫離子的物質的量為0.01mol，由此求原溶液確定含有Mg²⁺、Al³⁺、H⁺，其物質的量之比．

解答 解：X是短周期中原子半徑最大的元素是鈉元素； X、Y在同一周期，Y是常見的半導體材料所以Y是硅元素； E的最高價氧化物對應水化物有強脫水性，所以E是硫元素，則T是氯元素，Z是氧元素；
（1）氯元素三個電子層，最外層7個電子，所以T在元素周期表中的位置是第三周期，第ⅦA族，故答案為：第三周期，第ⅦA族；
（2）這幾種元素的氫化物中，水溶液酸性最強的是鹽酸，SiO₂是原子晶體，而二氧化硫是分子晶體，二氧化硅熔點高于SO₂的熔點，故答案為：HCl；高于；
（3）E₂T₂的化學式為：S₂Cl₂，電子式為：，故答案為：；
（4）工業上是電解熔融的氯化鈉制備單質鈉的，化學反應方程式2NaCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑，故答案為：2NaCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑；
（5）已知1mol晶體硅在足量氧氣中燃燒，恢復至室溫，放出989.2kJ 熱量，所以熱化學方程式為：Si（s）+O₂（g）═SiO₂（s）△H=-989.2 kJ•mol^-1，故答案為：Si（s）+O₂（g）═SiO₂（s）△H=-989.2 kJ•mol^-1；
（6）①通過圖象知，在加入過量的過氧化鈉的過程中，一開始就有沉淀生成，說明不含有H⁺，沉淀部分溶解，推斷一定含有Al³⁺；圖象中有一段平臺，說明加入OH^-時無沉淀生成，有NH₄⁺，NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，最后溶液中有沉淀，說明溶液中含Mg²⁺，所以NaOH溶液滴至b～c段過程中發生的離子反應方程式為NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，原溶液確定含有Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺，由圖可知，沉淀最大時是氫氧化鎂、氫氧化鋁沉淀，且n[Mg（OH）₂]+n[Al（OH）₃]=0.02mol，沉淀最小時，為氫氧化鎂，故n[Mg（OH）₂]=0.01mol，故n[Al（OH）₃]=0.02mol-0.01mol=0.01mol，根據鋁元素守恒可知n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]=0.01mol，根據Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，需OH^-0.01mol；由圖可知消耗Na0H（d-c）mL，所以c（Na0H ）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.01}{（d-c）×0.001}$=$\frac{10}{d-c}$mol•L^-1，故答案為：NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O；$\frac{10}{d-c}$ mol•L^-1；
②原溶液確定含有Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺，由圖可知，沉淀最大時是氫氧化鎂、氫氧化鋁沉淀，且n[Mg（OH）₂]+n[Al（OH）₃]=0.02mol，沉淀最小時，為氫氧化鎂，故n[Mg（OH）₂]=0.01mol，故n[Al（OH）₃]=0.02mol-0.01mol=0.01mol，根據鋁元素守恒可知n（Al³⁺）=n[Al（OH）₃]=0.01mol，根據Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，需OH^-0.03mol；根據鎂元素守恒可知原溶液中n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]=0.01mol，由（2）知而c到d一格氫氧根離子的濃度為0.01mol，0→a與氫離子反應，所以氫離子的物質的量為0.01mol，則n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）：n（H⁺）為1：1：1，故答案為：1：1：1．

點評 本題考查結構性質位置關系、常用化學用語、元素化合物性質等，推斷元素是解題，定性分析離子共存、定量分析離子的物質的量是解題的關鍵，注意基礎知識的理解掌，題目難度中等．