Question

17．A、B、C、D、E為原子序數依次增大的短周期元素．A、C處于同一主族，C、D、E處于同一周期，E原子的最外層電子數是A、B、C原子最外層電子數之和，D是地殼中含量最高的金屬元素；A、B組成的常見氣體甲能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍；E的單質與甲反應能生成B的單質，同時生成兩種水溶液均呈酸性的化合物乙和丙（該反應中氧化產物只有一種），25℃時0.1mol/L的乙溶液pH＞l；D的單質既能與C元素最高價氧化物的水化物的溶液反應生成鹽丁，也能與丙的水溶液反應生成鹽．
請回答下列問題：
（1）甲的化學式為NH₃；B單質的電子式為．
（2）D元素的名稱是鋁．
（3）寫出丁溶液中通入過量二氧化碳時的離子方程式AlO₂^-+CO₂（過）+2H₂O=Al（OH）₃+HCO₃^-
（4）工業上利用A、B的單質合成甲（BA₃）：B₂（g）+3A₂ （g）?2BA₃ （g）△H＜0，在一定溫度下，在2L密閉容器中，2mol單質B₂和1.6mol單質A₂充分反應后達到平衡，測得BA₃的物質的量濃度為0.4mol/L，計算該溫度下的平衡常數K=25．
（5）E的單質與甲反應生成的乙和丙的物質的量之比為2：4．反應中被氧化的物質與被還原的物質的物質的量之比為2：3．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E為原子序數依次增大的短周期元素，A、B組成的常見氣體甲能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，則甲為NH₃，A為H、B為N元素；A、C處于同一主族，結合原子序數可知，C為Na；C、D、E處于同一周期，應該處于第三周期，E原子的最外層電子數是A、B、C原子最外層電子數之和，即E原子最外層電子數為：1+1+5=7，則E為Cl；E的單質氯氣與甲（NH₃）反應能生成B的單質，同時生成兩種溶于水均呈酸性的化合物乙和丙，應該為氯化銨和氯化氫，其中0.1mol/L的乙溶液pH＞1，則乙為NH₄Cl，丙為HCl；D的單質既能與C（Na）元素最高價氧化物的水化物的溶液（氫氧化鈉溶液）反應生成鹽丁，也能與丙（HCl）的水溶液反應生成鹽戊，則D的氫氧化物為兩性氫氧化物，故D為Al元素，故丁為NaAlO₂，戊為氯化鋁，由此分析解答．

解答 解：A、B、C、D、E為原子序數依次增大的短周期元素，A、B組成的常見氣體甲能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，則甲為NH₃，A為H、B為N元素；A、C處于同一主族，結合原子序數可知，C為Na；C、D、E處于同一周期，應該處于第三周期，E原子的最外層電子數是A、B、C原子最外層電子數之和，即E原子最外層電子數為：1+1+5=7，則E為Cl；E的單質氯氣與甲（NH₃）反應能生成B的單質，同時生成兩種溶于水均呈酸性的化合物乙和丙，應該為氯化銨和氯化氫，其中0.1mol/L的乙溶液pH＞1，則乙為NH₄Cl，丙為HCl；D的單質既能與C（Na）元素最高價氧化物的水化物的溶液（氫氧化鈉溶液）反應生成鹽丁，也能與丙（HCl）的水溶液反應生成鹽戊，則D的氫氧化物為兩性氫氧化物，故D為Al元素，故丁為NaAlO₂，戊為氯化鋁，
（1）根據上述方向，甲的化學式為NH₃；B單質為N₂，電子式為，故答案為：NH₃；；
（2）D元素的名稱是鋁，故答案為：鋁；
（3）NaAlO₂溶液中通入過量二氧化碳，反應生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉，離子方程式為AlO₂^-+CO₂ （過）+2H₂O=Al（OH）₃+HCO₃^-，故答案為：AlO₂^-+CO₂ （過）+2H₂O=Al（OH）₃+HCO₃^-；
（4）N₂ +3H₂?2NH₃ △H＜0
起始（mol）：2      1.6        0
反應（mol）：0.4     1.2       0.8
平衡（mol）：1.6     0.4       0.8
平衡常數K=$\frac{{{{（\frac{0.8mol}{2L}）}^2}}}{{\frac{1.6mol}{2L}×{{（\frac{0.4mol}{2L}）}^3}}}$=25，故答案為：25；
（5）氯氣與氨氣反應生成NH₄Cl、HCl，二者物質的量之比為2：4，則該反應方程式為：3Cl₂+4NH₃=N₂+2NH₄Cl+4HCl，該反應中被氧化的是氨氣，被還原的為氯氣，氯氣完全被還原，而4mol氨氣中有2mol被氧化，所以該反應中被氧化的物質與被還原的物質的物質的量之比為2：3，故答案為：2：3．

點評 本題考查原子結構與元素周期律，元素的推斷是解答本題的難點，注意三行式在解平衡常數問題上的應用．