Question

11．X、Y、Z三種短周期元素，其單質在常溫下均為無色氣體，它們的原子序數之和為16，在適當條件下三種單質兩兩直接化合，可發生如圖所示變化．已知一個B分子中含有Z元素的原子個數比C分子中的Z元素的原子個數少一個．請回答下列問題：
（1）Y元素在周期表中的位置為第二周期VA族．
（2）X的單質與Z的單質可制成新型的化學電源（KOH溶液作電解質溶液），兩個電極均由多孔碳制成，通入的氣體由孔隙中逸出，并在電極表面放電，則正極通入的物質名稱是氧氣負極電極反應式為H₂+2OH^--2e^-=2H₂O．
（3）X、Y、Z三種元素可組成一種強酸W，C在適當條件下被W溶液吸收生成一種鹽．該鹽水溶液pH小于7（填“大于”、“小于”或“等于”），其原因是（用離子方程式表示）：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺該溶液中所有離子濃度大小順序為c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（4）試寫出實驗室制取C的化學方程式2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑．

Answer 1

分析 短周期中形成無色氣體單質的只有H₂、N₂、O₂（稀有氣體除外），三元素的質子數之和為16，三種單質相互化合可以得到NO、H₂O、NH₃，且一個B分子中含有的Z原子個數比C分子中少1個，則B為H₂O、C為NH₃、Z為氫，由轉化關系可知，故A為NO，X為氧，Y為氮，據此解答，
（1）Y為氮元素是7號元素，位于周期表中第二周期VA族；
（2）X的單質為氧氣與Z的單質為氫氣，形成原電池反應負極上是氫氣失電子發生氧化反應在堿溶液中生成水，正極是氧氣得到電子生成氫氧根離子；
（3）X、Y、Z三種元素可組成一種強酸W為HNO₃，C為NH₃在適當條件下被W為HNO₃溶液吸收生成一種鹽為NH₄NO₃，溶液中銨根離子水解溶液顯酸性；
（4）實驗室制取C為氨氣的化學方程式為氫氧化鈣和氯化銨加熱反應生成氯化鈣、氨氣和水．

解答 解：短周期中形成無色氣體單質的只有H₂、N₂、O₂（稀有氣體除外），三元素的質子數之和為16，三種單質相互化合可以得到NO、H₂O、NH₃，且一個B分子中含有的Z原子個數比C分子中少1個，則B為H₂O、C為NH₃、Z為氫，由轉化關系可知，故A為NO，X為氧，Y為氮，
（1）Y為氮元素是7號元素，位于周期表中第二周期VA族，故答案為：第二周期VA族；
（2）X的單質為氧氣與Z的單質為氫氣，形成原電池反應負極上是氫氣失電子發生氧化反應在堿溶液中生成水，正極是氧氣得到電子生成氫氧根離子，負極電極反應為H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，
故答案為：氧氣；H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；
（3）X、Y、Z三種元素可組成一種強酸W為HNO₃，C為NH₃在適當條件下被W為HNO₃溶液吸收生成一種鹽為NH₄NO₃，溶液中銨根離子水解溶液顯酸性，溶液PH＜7，水解反應的離子方程式為：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，溶液中所有離子濃度大小順序為c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：小于；NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（4）實驗室制取C為氨氣的化學方程式為氫氧化鈣和氯化銨加熱反應生成氯化鈣、氨氣和水，反應的化學方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑．

點評 本題考查位置結構性質的關系、無機物推斷等，推斷該題的突破口為X、Y、Z三種短周期元素的單質為無色氣體，再結合信息與轉化關系推斷，題目難度中等．