Question

已知：相同的兩種元素組成的四種微粒A、B、C、D的質子數依次增多，A、B、C、D的電子數如表（A、B、C、D有兩組可能），且D中的電子數等于質子數． 其中B₁的沸點比B₂高．

①	A1	B1	C1	D1
電子數	10	10	10	18
②	A2	B2	C2	D2
電子數	10	10	10	18

試回答下列問題：
（1）上述兩組八種微粒的組成元素中，原子序數處在中間的元素在元素周期表的位置是

 

； D₂的電子式為：

 

．
（2）寫出B₁轉化為A₁、C₁的方程式：

 

；液態的B₂與Na反應的方程式：

 

．
（3）①亞氯酸鈉（NaClO₂）主要可用于棉紡、造紙業做漂白劑，也用于食品消毒、水處理等，制備亞氯酸鈉，可以將ClO₂氣體通入D₁和NaOH的混合液中，請寫出制備方程式

 

，其中D₁的作用是

 

；
②利用①中原理制備出NaClO₂?3H₂O晶體的試樣，可以用“間接碘量法”測定試樣（不含能與I^-發生反應的氧化性雜質）的純度，過程如下（已知：I₂+2S₂O₃²ˉ=S₄O₆²ˉ+2Iˉ）：

步驟一的離子方程式為

 

；步驟二的指示劑是

 

；步驟三中出現

 

現象時，達到滴定終點；計算該試樣中NaClO₂?3H₂O的質量百分數為

 

．

Answer 1

分析：相同的兩種元素組成的四種微粒A、B、C、D的質子數依次增多，A、B、C都是10電子，D為18電子，應是H與O或H與N形成的微粒，H與O形成的微粒A、B、C、D為分別為：OH^-、H₂O、H₃O⁺、H₂O₂，H與N形成的微粒A、B、C、D為分別為：NH₂^-、NH₃、NH₄⁺、N₂H₄，B₁的沸點比B₂高，故B₁為H₂O，B₂為NH₃，故：
H與O形成的微粒為第一組，則：A₁為OH^-，B₁為H₂O，C₁為H₃O⁺，D₁為H₂O₂；
H與N形成的微粒為第二組，則：A₁為NH₂^-，B₂為NH₃，C₂為NH₄⁺，D₂為N₂H₄；
（1）原子序數處在中間為N元素，N原子有2個電子層，最外層電子數為5，據此確定在元素周期表中的物質；
D₂為N₂H₄，分子中N原子之間形成1對共用電子對，H原子與N原子之間形成1對共用電子對；
（2）2mol水電離生成1molOH^-、1molH₃O⁺；Na與NH₃（l）反應生成NaNH₂、H₂；
（3）①由題目可知，ClO₂氣體通入H₂O₂和NaOH的混合液中生成NaClO₂，Cl元素化合價降低，被還原，故H₂O₂發生氧化反應生成O₂，同時有水生成；
②由流程圖可知，ClO₂^-在酸性條件下氧化I^-生成I₂，碘遇淀粉變藍色，加入淀粉作指示劑，進行滴定，當溶液由藍色變無色，且半分鐘不變色現象時，達到滴定終點；
令樣品的純度為a，則NaClO₂?3H₂O的質量質量為0.2ag，根據關系式列方程計算．

解答：解：相同的兩種元素組成的四種微粒A、B、C、D的質子數依次增多，A、B、C都是10電子，D為18電子，應是H與O或H與N形成的微粒，H與O形成的微粒A、B、C、D為分別為：OH^-、H₂O、H₃O⁺、H₂O₂，H與N形成的微粒A、B、C、D為分別為：NH₂^-、NH₃、NH₄⁺、N₂H₄，B₁的沸點比B₂高，故B₁為H₂O，B₂為NH₃，故：
H與O形成的微粒為第一組，則：A₁為OH^-，B₁為H₂O，C₁為H₃O⁺，D₁為H₂O₂；
H與N形成的微粒為第二組，則：A₁為NH₂^-，B₂為NH₃，C₂為NH₄⁺，D₂為N₂H₄；
（1）原子序數處在中間為N元素，N原子有2個電子層，最外層電子數為5，處于周期表中第二周期第VA族，
D₂為N₂H₄，分子中N原子之間形成1對共用電子對，H原子與N原子之間形成1對共用電子對，N原子各有1對孤對電子對，電子式為：，
故答案為：第二周期第VA族；；
（2）2mol水電離生成1molOH^-、1molH₃O⁺，電離方程式為：2H₂O?OH^-+H₃O⁺，
Na與NH₃（l）反應生成NaNH₂、H₂，反應方程式為：2Na+2NH₃（l）=2NaNH₂+H₂↑，
故答案為：2H₂O?OH^-+H₃O⁺；2Na+2NH₃（l）=2NaNH₂+H₂↑；
（3）①由題目可知，ClO₂氣體通入H₂O₂和NaOH的混合液中生成NaClO₂，Cl元素化合價降低，被還原，故H₂O₂發生氧化反應生成O₂，同時有水生成，反應方程式為：2ClO₂+2NaOH+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂，反應中H₂O₂是還原劑，
故答案為：2ClO₂+2NaOH+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂；還原劑；
②由流程圖可知，ClO₂^-在酸性條件下氧化I^-生成I₂，ClO₂^-被還原為Cl^-，同時生成H₂O，反應離子方程式為：ClO₂^-+4I^-+4H⁺=2I₂+Cl^-+2H₂O，
碘遇淀粉變藍色，加入淀粉作指示劑，
進行滴定，當溶液由藍色變無色，且半分鐘不變色現象時，達到滴定終點，
令樣品的純度為a，則NaClO₂?3H₂O的質量質量為0.2ag，則：
NaClO₂?3H₂O～2I₂～4S₂O₃²ˉ
 144.5g          4mol
 0.2ag       0.2mol/L×0.025L
所以144.5g：0.2ag=4mol：0.2mol/L×0.025L
解得a=90.3%
故答案為：ClO₂^-+4I^-+4H⁺=2I₂+Cl^-+2H₂O；淀粉；溶液由藍色變無色，且半分鐘不變色現象；90.3%．

點評：本題考查物質推斷、化學用語、氧化還原反應滴定、化學計算等，難度較大，推斷物質是解題的關鍵，注意掌握常見10電子、18電子微粒．