Question

5．已知A、B、C、D、E、F、G是原子序數依次遞增的短周期元素，已知A和D，C和F為同一主族元素，A與B、A與G形成共價化合物，B原子的最外層電子數比次外層多3，G元素的最高正化合價與最低負化合價的代數和為6，E是同周期中離子半徑最小的元素，F形成的化合物是造成酸雨的主要原因．請回答下列問題：
（1）七種元素中，非金屬性最強的元素在周期表中的位置是第三周期ⅦA族．
（2）由C、D形成的一種淡黃色固體的電子式；含有的化學鍵類型有離子鍵和共價鍵．
（3）G元素的單質有毒，可用D的最高價氧化物對應的水化物的溶液吸收，其離子方程式為Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（4）將兩份足量的E單質分別加入到等體積等濃度的硫酸和NaOH溶液中，充分反應生成的氣體的體積比為2：3．
（5）由A、B、C所形成的常見離子化合物是NH₄NO₃（寫化學式），該化合物與D的最高價氧化物對應的水化物的濃溶液加熱時反應的離子方程式為NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O．
（6）已知一包白色晶體的混合物，經元素分析儀分析，包含以上七種元素中的若干種，為測定其組成，進行如下實驗：
①稱取固體2.37g溶于水，得到無色澄清溶液，再滴加過量的氯化鋇溶液和稀鹽酸，得到的白色沉淀經過濾、洗滌、干燥后，稱得質量為4.66g
②再取等質量的該固體溶于水，逐滴滴加1mol/L的氫氧化鈉溶液，得到的沉淀和滴加的氫氧化鈉溶液體積的關系如圖，該白色晶體的組成（用化學式表示）為（NH₄）₂SO₄、Al₂（SO₄）₃．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G是原子序數依次遞增的短周期元素，B原子的最外層電子數比次外層多3，原子只能有2個電子層，最外層電子數為5，故B為N元素；F形成的化合物是造成酸雨的主要原因，則F為S元素；C和F為同一主族元素，則C為O元素；A、D同主族，D的原子序數大于氧，則D為Na；E、G處于第三周期，E是同周期中離子半徑最小的元素，則E為Al，G元素的最高正化合價與最低負化合價的代數和為6，最外層電子數為7，則E為Cl；A與B、A與G形成共價化合物，則A為H元素．
（1）七種元素中，非金屬性最強的元素為Cl；
（2）由C、D形成的一種淡黃色固體為Na₂O₂，由鈉離子與過氧根離子構成，非金屬元素之間形成共價鍵、活潑金屬和活潑非金屬元素之間形成離子鍵；
（3）G元素的單質為氯氣，D的最高價氧化物對應的水化物為NaOH，二者反應生成氯化鈉、次氯酸鈉與水；
（4）等體積等濃度的硫酸和NaOH溶液，H₂SO₄、NaOH物質的量相等，金屬Al足量，H₂SO₄、NaOH完全反應，根據方程式計算生成氫氣體積之比；
（5）由H、N、O所形成的常見離子化合物是NH₄NO₃，該化合物與NaOH的濃溶液加熱時生成硝酸鈉、氨氣與水；
（6）已知一包白色晶體的混合物，經元素分析儀分析，包含以上七種元素中的若干種，為測定其組成，進行如下實驗：
①稱取固體2.37g溶于水，得到無色澄清溶液，再滴加過量的氯化鋇溶液和稀鹽酸，得到的白色沉淀，則含有SO₄^2-，白色沉淀為BaSO₄，其物質的量為$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，則溶液中n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=0.02mol；
②再取等質量的該固體溶于水，逐滴滴加1mol/L的氫氧化鈉溶液，開始生成沉淀，最終沉淀完全溶解，則含有Al³⁺，30mL～40mL時氫氧化鋁質量不變，則溶液中還含有NH₄⁺，由Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓可知溶液中n（Al³⁺）=0.03L×1mol/L×$\frac{1}{3}$=0.01mol，由NH₄⁺+OH^-=NH₃．H₂O可知溶液中n（NH₄⁺）=0.01L×1mol/L=0.01mol，符合2n（SO₄^2-）=3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺），溶液為硫酸銨、硫酸鋁混合溶液，由于m（SO₄^2-）+m（Al³⁺）+m（NH₄⁺）=0.02mol×96g/mol/L+0.01mol×27g/mol+0.01mol×18g/mol=2.37g，等于樣品的質量，故該晶體不含結晶水，應是硫酸銨、硫酸鋁混合物，根據n（Al³⁺）、n（NH₄⁺）確定比例關系．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G是原子序數依次遞增的短周期元素，B原子的最外層電子數比次外層多3，原子只能有2個電子層，最外層電子數為5，故B為N元素；F形成的化合物是造成酸雨的主要原因，則F為S元素；C和F為同一主族元素，則C為O元素；A、D同主族，D的原子序數大于氧，則D為Na；E、G處于第三周期，E是同周期中離子半徑最小的元素，則E為Al，G元素的最高正化合價與最低負化合價的代數和為6，最外層電子數為7，則E為Cl；A與B、A與G形成共價化合物，則A為H元素．
（1）七種元素中，非金屬性最強的元素為Cl，處于周期表中第三周期ⅦA族，故答案為：第三周期ⅦA族；
（2）由C、D形成的一種淡黃色固體為Na₂O₂，其電子式為，過氧化鈉中鈉離子和過氧根離子之間存在離子鍵、O-O原子之間存在共價鍵，
故答案為：；離子鍵和共價鍵；
（3）G元素的單質為氯氣，D的最高價氧化物對應的水化物為NaOH，二者反應生成氯化鈉、次氯酸鈉與水，反應離子方程式為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（4）等體積等濃度的硫酸和NaOH溶液，H₂SO₄、NaOH物質的量相等，金屬Al足量，H₂SO₄、NaOH完全反應，設H₂SO₄、NaOH均為3mol，由2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O=NaAlO₂+3H₂↑，可知生成氫氣體積之比為3mol：3mol×$\frac{3}{2}$=2：3，
故答案為：2：3；
（5）由H、N、O所形成的常見離子化合物是NH₄NO₃，該化合物與NaOH的濃溶液加熱時生成硝酸鈉、氨氣與水，反應離子方程式為：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，
故答案為：NH₄NO₃；NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O；
（6）已知一包白色晶體的混合物，經元素分析儀分析，包含以上七種元素中的若干種，為測定其組成，進行如下實驗：
①稱取固體2.37g溶于水，得到無色澄清溶液，再滴加過量的氯化鋇溶液和稀鹽酸，得到的白色沉淀，則含有SO₄^2-，白色沉淀為BaSO₄，其物質的量為$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，則溶液中n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=0.02mol；
②再取等質量的該固體溶于水，逐滴滴加1mol/L的氫氧化鈉溶液，開始生成沉淀，最終沉淀完全溶解，則含有Al³⁺，30mL～40mL時氫氧化鋁質量不變，則溶液中還含有NH₄⁺，由Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓可知溶液中n（Al³⁺）=0.03L×1mol/L×$\frac{1}{3}$=0.01mol，由NH₄⁺+OH^-=NH₃．H₂O可知溶液中n（NH₄⁺）=0.01L×1mol/L=0.01mol，符合2n（SO₄^2-）=3n（Al³⁺）+n（NH₄⁺），溶液為硫酸銨、硫酸鋁混合溶液，由于m（SO₄^2-）+m（Al³⁺）+m（NH₄⁺）=0.02mol×96g/mol/L+0.01mol×27g/mol+0.01mol×18g/mol=2.37g，等于樣品的質量，故該晶體不含結晶水，應是硫酸銨、硫酸鋁混合物，n（Al³⁺）：n（NH₄⁺）=0.01mol：0.01mol=1：1，故該混合物為：物質的量1：1的（NH₄）₂SO₄、Al₂（SO₄）₃混合物，
故答案為：（NH₄）₂SO₄、Al₂（SO₄）₃．

點評 本題考查位置結構性質相互關系及應用，為高頻考點，綜合性較強，涉及物質成分確定、離子方程式的書寫、化學用語、元素周期律等知識點，側重考查學生判斷、知識綜合運用等能力，（6）中根據反應圖象判斷溶液中含有的離子是難點，題目難度中等．