Question

3．有A、B、C、D、E、F六種前四周期的元素，原子序數依次增大，A、B、C、D、E均為短周期元素，D和F元素對應的單質為日常生活中常見金屬．A原子核內只有一個質子，元素A與B形成的氣態化合物甲具有10e^-、空間構型為三角錐形，C元素原子的最外層電子數是其電子層數的3倍，C與E同主族．圖中均含D或F元素的物質均會有圖示轉化關系：
①均含D元素的乙、丙、丁微粒間的轉化全為非氧化還原反應；
②均含F元素的乙（單質）、丙、丁微粒間的轉化全為氧化還原反應．請回答下列問題：
（1）化合物甲的電子式為．
（2）F元素在周期表中的位置第四周期第Ⅷ族穩定性：A₂C大于  A₂E（填“大于”“小于”“等于”）．
（3）均含有D元素的乙與丁在溶液中發生反應的離子方程式Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓；
（4）丙、丁分別是含F元素的簡單陽離子，檢驗含丙、丁兩種離子的混合溶液中的低價離子，可以用酸性KMnO₄溶液，其對應的離子方程式為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
（5）已知常溫下化合物FE的K_sp=6×10^-18 mol²•L^-2，常溫下將1.0×10^-5mol•L^-1的Na₂E溶液與含FSO₄溶液按體積比3：2混合，若有沉淀F E生成，則所需的FSO₄的濃度要求大于或等于2.5×10^-12 mol/L．（忽略混合后溶液的體積變化）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F六種前四周期的元素，原子序數依次增大，A、B、C、D、E均為短周期元素，D和F元素對應的單質為日常生活中常見金屬．A元素原子核內只有一個質子，則A為H元素；C元素原子的最外層電子數是其電子層數的3倍，則C原子核外有2個電子層，最外層電子數為6，則C為O氧元素；E與C同主族，則E為S元素；元素A與B形成的氣態化合物甲具有10e^-、空間構型為三角錐形，則B為N元素，甲為NH₃； D、F為常見金屬元素，若均含D元素的乙、丙、丁微粒間的轉化全為非氧化還原反應，D為Al元素，則丙為Al（OH）₃，乙、丁分別為AlO₂^-、Al³⁺中的一種；若均含F元素的乙、丙、丁微粒間的轉化全為氧化還原反應，F元素為第四周期元素，則F為Fe元素，乙為Fe單質、丙為Fe²⁺、丁為Fe³⁺，據此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F六種前四周期的元素，原子序數依次增大，A、B、C、D、E均為短周期元素，D和F元素對應的單質為日常生活中常見金屬．A元素原子核內只有一個質子，則A為H元素；C元素原子的最外層電子數是其電子層數的3倍，則C原子核外有2個電子層，最外層電子數為6，則C為O氧元素；E與C同主族，則E為S元素；元素A與B形成的氣態化合物甲具有10e^-、空間構型為三角錐形，則B為N元素，甲為NH₃； D、F為常見金屬元素，若均含D元素的乙、丙、丁微粒間的轉化全為非氧化還原反應，D為Al元素，則丙為Al（OH）₃，乙、丁分別為AlO₂^-、Al³⁺中的一種；若均含F元素的乙、丙、丁微粒間的轉化全為氧化還原反應，F元素為第四周期元素，則F為Fe元素，乙為Fe單質、丙為Fe²⁺、丁為Fe³⁺，
（1）化合物甲為NH₃，其電子式為：，故答案為：；
（2）F為Fe元素，位于周期表中第四周期第Ⅷ族；非金屬性O＞S，故氫化物穩定性H₂O大于H₂S，
故答案為：第四周期第Ⅷ族；大于；
（3）乙、丁分別為AlO₂^-、Al³⁺中的一種，二者反應離子方程式為：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
故答案為：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓；
（4）亞鐵離子具有還原性，被酸性高錳酸鉀氧化生成鐵離子，其對應的離子方程式為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
（5）常溫下化合物FeS的Ksp=6×10^-18 mol²•L^-2，常溫下將1.0×10^-5mol•L^-1的Na₂S溶液與含FeSO₄溶液按體積比3：2混合，混合后溶液中c（S^2-）=$\frac{1.0×1{0}^{-5}×3}{3+2}$mol/L=6.0×10^-6mol/L，若有沉淀FeS生成，則混合溶液中c（Fe²⁺）≥$\frac{6×1{0}^{-18}}{6×1{0}^{-6}}$mol/L=10^-12mol/L，則所需c（FeSO₄）≥$\frac{1{0}^{-12}×5}{2}$mol/L=2.5×10^-12 mol/L，
故答案為：大于或等于2.5×10^-12 mol/L．

點評 本題考查元素及無機物的推斷、常用化學用語、元素化合物的性質、溶度積有關計算等，難度較大，側重對學生綜合能力的考查，需要學生具備扎實的基礎．