Question

7．短周期元素N、Na、Al形成的物質在工農業生產、生活中應用廣泛．
（1）Al在元素周期表中的位置為第三周期IIIA族；其原子半徑比Na小（填“大”或“小”）．
（2）Al單質在空氣中不易腐蝕，原因是其表面形成了一種致密的且熔點高的化合物．該化合物的晶體類型為離子晶體；該化合物遇酸堿易被腐蝕，請寫出它與NaOH溶液反應的離子方程式Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．
（3）NH₃的電子式為；NH₃在同族元素形成的氫化物中具有較高的沸點，其原因是NH₃分子間有氫鍵．
（4）標準狀況下22.4L NH₃與0.5L1mol/L 氮元素的最高價氧化物的水化物反應，所得溶液中離子濃度由大到小的順序是c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
（5）NF₃是一種新型電子材料，常溫下為穩定氣體，它在潮濕的空氣中與水蒸氣能發生氧化還原反應，其反應的產物有：HF、NO和某種物質．請寫出反應的化學方程式3NF₃+5H₂O=9HF+2NO+HNO₃．

Answer 1

分析 （1）Al的原子序數為13，含有兩個電子層、最外層含有3個電子，據此判斷在周期表中的位置；同一周期中原子序數越大、原子半徑越小；
（2）該氧化物為氧化鋁，氧化鋁晶體為離子晶體；氧化鋁為兩性氧化物，能夠與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水；
（3）氨氣為共價化合物，其分子中含有3個氮氫鍵，據此寫出其電子式；氨氣分子中存在氫鍵，導致其沸點較高；
（4）標況下22.4L氨氣的物質的量為1mol，氮元素的最高價氧化物的水化物為硝酸，0.5L 1mol/L的硝酸溶液中含有硝酸的物質的量為：1mol/L×0.5L=0.5mol；1mol氨氣與0.5mol硝酸反應，反應后得到等物質的量的NH₃•H₂O和NH₄NO₃的混合溶液，溶液顯堿性，結合電荷守恒判斷離子濃度大小順序；
（5）根據化合價變化判斷，F元素化合價不變，N元素變成NO化合價降低，則另一種物質中的元素化合價只能升高，結合元素組成可知另一種物質為硝酸，據此寫出反應的化學方程式．

解答 解：（1）鋁的核電荷數為13，位于周期表中第三周期IIIA族；鋁的原子序數大于Na，二者處于同一周期，則Al的原子半徑小于鈉，
故答案為：第三周期IIIA族；小；
（2）Al單質在空氣中不易腐蝕，原因是其表面形成了一種致密的且熔點高的化合物氧化鋁，氧化鋁屬于離子晶體；氧化鋁具有兩性，能夠與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和水，反應的離子方程式為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，
故答案為：離子晶體；Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（3）氨氣屬于共價化合物，其電子式為：；氨氣中N的電負性較強，容易形成氫鍵，大大增強了分子間作用力，所以其沸點較高，
故答案為：； NH₃分子間有氫鍵；
（4）標況下22.4L氨氣的物質的量為：$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，
氮元素的最高價氧化物的水化物為硝酸，0.5L 1mol/L的硝酸溶液中含有硝酸的物質的量為：1mol/L×0.5L=0.5mol
1mol氨氣與0.5mol硝酸反應生成0.5mol硝酸銨，還剩余0.5mol一水合氨，
即：反應后得到等物質的量的NH₃•H₂O和NH₄NO₃的混合溶液，一水合氨的電離程度大于銨根離子的水解程度，則溶液顯堿性：c（OH^-）＞c（H⁺），結合電荷守恒可得：c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-），所以溶液中離子濃度大小順序為：c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（5）NF₃是一種新型電子材料，常溫下為穩定氣體，它在潮濕的空氣中與水蒸氣能發生氧化還原反應，其反應的產物有：HF、NO和某種物質，NF₃→NO，化合價降低1價，而F元素化合價不變，NF₃中N元素的化合價為+3價，根據質量守恒定律可知另一種物質中含有化合價大于+3的N元素，還應該含有H元素，故另一種物質為硝酸，反應的化學方程式為：3NF₃+5H₂O=9HF+2NO+HNO₃，
故答案為：3NF₃+5H₂O=9HF+2NO+HNO₃．

點評 本題考查較綜合，涉及離子濃度大小比較、物質的量濃度的計算、常見化學用語的書寫等知識，題目難度中等，注意掌握原子結構與元素周期律的關系，明確離子濃度大小比較的方法．