Question

16．某一種常見金屬X，它既能與鹽酸反應，生成X³⁺和H₂，又能與燒堿溶液反應生成[X（OH）₄]^-和H₂O，其氫氧化物具有“兩性”，但不與氨水反應；而 Zn（OH）₂與氨水反應生成[Zn（NH₃）₄]²⁺．試回答下列問題：
（1）X處在元素周期表的第三周期，第ⅢA族．
（2）X的氧化物也具“兩性”，寫出其溶于燒堿溶液的離子方程式Al₂O₃+2OH^-+3H₂O=2[Al（OH）₄]^-．
（3）分離X³⁺與Zn²⁺的最佳方法是，加入過量的氨水（寫名稱）．
（4）用陽離子膜法電解Na[X（OH）₄]的水溶液得白色沉淀、二種氣體等，其離子方程式是4[Al（OH）₄]^-+2 H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ 4Al（OH）₃↓+O₂↑+2H₂↑+4OH^-．
（5）與O同周期的第VA族元素Z形成的最常見氫化物也可表示為ZH₃，但與XH₃最大的區別是：氫元素前者+1，后者-1．Z還可形成多種氫化物及其微粒，如：Z₂H₄、Z₂H₅⁺、ZH₄⁺、ZH₂^-等等，
①寫出Z₂H₄的電子式，六個原子處在同一平面嗎？否（是？否？）．
②若某一物質組成為Z₄H₄，則它的一種離子化合物的化學式為NH₄N₃．
③ZH₄⁺在細菌存在下，氧化成硝酸的離子方程式是NH₄⁺+2 O₂$\frac{\underline{\;細菌\;}}{\;}$NO₃^-+2H⁺+H₂O．

Answer 1

分析 常見金屬X，它既能與鹽酸反應，生成X³⁺和H₂，又能與燒堿溶液反應生成[X（OH）₄]^-和H₂O，其氫氧化物具有兩性，但不與氨水反應，該金屬應該為Al，
（1）主族元素周期數=電子層數、主族族序數=最外層電子數；
（2）氧化鋁屬于兩性氧化物，與氫氧化鈉反溶液應生成NaAl（OH）₄；
（3）氫氧化鋁不溶于氨水，而氫氧化鋅可以溶于氨水；
（4）用陽離子膜電解Na[X（OH）₄]的水溶液得白色沉淀、兩種氣體：沉淀應為Al（OH）₃，氣體應該為：H₂和O₂；
（5）與O同周期的第VA族元素Z應該為N，常見氫化物為NH₃，NH₃屬于共價化合物、AlH₃屬于離子化合物，H元素化合價化合價不同；
①Z₂H₄為N₂H₄ ，分子中N原子與H原子之間形成對共用電子對，N原子之間形成1對共用電子對，兩個N都是sp³雜化，周圍的空間構型都是三角錐，整個分子就是兩個三角錐連起來的，六個原子不處在同一平面；
②N₄H₄的一種離子化合物應為銨鹽；
③NH₄⁺在細菌存在下，被氧氣氧化為硝酸，配平書寫離子方程式．

解答 解：常見金屬X，它既能與鹽酸反應，生成X³⁺和H₂，又能與燒堿溶液反應生成[X（OH）₄]^-和H₂O，其氫氧化物具有兩性，但不與氨水反應，該金屬應該為Al，
（1）Al原子核外有3，個電子層、最外層電子數為3，處于周期表中第三周期ⅢA族，
故答案為：三、ⅢA；
（2）氧化鋁屬于兩性氧化物，具有兩性，與氫氧化鈉反溶液應生成NaAl（OH）₄，反應離子方程式為：Al₂O₃+2OH^-+3H₂O=2[Al（OH）₄]^-，
故答案為：兩；Al₂O₃+2OH^-+3H₂O=2[Al（OH）₄]^-；
（3）氫氧化鋁不溶于氨水，而氫氧化鋅可以溶于氨水，分離Al³⁺與Zn²⁺的最佳方法是，加入過量的氨水，
故答案為：氨水；
（4）用陽離子膜電解Na[X（OH）₄]的水溶液得白色沉淀、兩種氣體：沉淀應為Al（OH）₃，氣體應該為：H₂和O₂，反應離子方程式為：4[Al（OH）₄]^-+2 H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ 4Al（OH）₃↓+O₂↑+2H₂↑+4OH^-，
故答案為：4[Al（OH）₄]^-+2 H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ 4Al（OH）₃↓+O₂↑+2H₂↑+4OH^-；
（5）與O同周期的第VA族元素Z應該為N，常見氫化物為NH₃，NH₃為共價化合物，氫元素顯+1價；AlH₃為離子化合物，氫元素顯-1價，故答案為：+1；-1；
①Z₂H₄為N₂H₄ ，分子中N原子與H原子之間形成對共用電子對，N原子之間形成1對共用電子對，電子式為：，兩個N都是sp³雜化，周圍的空間構型都是三角錐，整個分子就是兩個三角錐連起來的，六個原子不處在同一平面，
故答案為：；否；
②N₄H₄的一種離子化合物應為銨鹽，化學式為NH₄N₃，
故答案為：NH₄N₃；
③NH₄⁺在細菌存在下，被氧氣氧化為硝酸，離子方程式為：NH₄⁺+2 O₂$\frac{\underline{\;細菌\;}}{\;}$NO₃^-+2H⁺+H₂O，
故答案為：NH₄⁺+2 O₂$\frac{\underline{\;細菌\;}}{\;}$NO₃^-+2H⁺+H₂O．

點評 本題考查屬于信息給予題目，涉及Al、Zn、氮及其化合物的性質，較好的對學生獲取信息、知識的遷移運用，難度中等．