Question

5．已知X、Y、Z、W、N是短周期元素中的五種元素，它們的原子序數(shù)依次增大．X元素的原子形成的離子就是一個質子，Z、W在元素周期表中處于相鄰的位置，它們的單質在常溫下均為無色氣體，Y原子的最外層電子數(shù)是內層電子數(shù)的2倍，工業(yè)上常用電解W與N的化合物來制備N單質．
（1）請寫出Z在元素周期表中的位置第二周期第ⅤA族．化合物甲由元素X與Z組成，1 mol甲含18 mol電子，請寫出甲的電子式：．
（2）元素N的一種常見的可溶性鹽溶液呈堿性，其原因是（用離子方程式表示）：AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-；
（3）由X、Y、Z、W四種元素中的三種組成的一種強酸，該強酸的稀溶液能與銅反應，其離子方程式為3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（4）已知離子化合物乙由X、Y、Z、W四種元素組成，乙既能與鹽酸反應，又能與NaOH溶液反應，1 mol乙能與過量NaOH濃溶液反應，最多可生成22.4 L氣體（標準狀況）．寫出加熱條件下乙與過量NaOH溶液反應的離子方程式NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+CO₃^2-+2H₂O．
（5）乙溶液中所有離子的濃度等式表達式為c（NH₄⁺）+c（H⁺）=2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、N是短周期中五種元素，它們的原子序數(shù)依次增大，X元素原子形成的離子就是一個質子，則X是H元素；Y原子的最外層電子數(shù)是內層電子數(shù)的2倍，最外層電子不能超過8，只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為4，則Y是C元素；Z、W在元素周期表中處于相鄰的位置，它們的單質在常溫下均為無色氣體，且Z的原子序數(shù)小于W，所以Z是N元素，W是O元素；工業(yè)上常用電解W與N的化合物來制備N單質，則N為Al，據(jù)此解答．

解答 解：X、Y、Z、W、N是短周期中五種元素，它們的原子序數(shù)依次增大，X元素原子形成的離子就是一個質子，則X是H元素；Y原子的最外層電子數(shù)是內層電子數(shù)的2倍，最外層電子不能超過8，只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為4，則Y是C元素；Z、W在元素周期表中處于相鄰的位置，它們的單質在常溫下均為無色氣體，且Z的原子序數(shù)小于W，所以Z是N元素，W是O元素；工業(yè)上常用電解W與N的化合物來制備N單質，則N為Al．
（1）Z為N元素，處于周期表中第二周期第ⅤA族，X與Z組成18 mol電子結構物質為N₂H₄，電子式為，
故答案為：第二周期第ⅤA族；；
（2）鋁可溶性鹽溶液呈堿性是偏鋁酸鈉溶液，離子方程式：AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-，
故答案為：AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-；
（3）強酸的稀溶液能與銅反應為硝酸，該酸為稀硝酸，反應的離子方程式：3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（4）離子化合物乙由X、Y、Z、W四種元素組成，乙既能與鹽酸反應，又能與NaOH溶液反應可以是碳酸銨或碳酸氫銨，1 mol乙能與過量NaOH濃溶液反應，最多可生成22.4 L氣體（標準狀況），氨氣物質的為1mol，說明含一個銨離子，則乙為碳酸氫銨，乙與過量NaOH溶液反應的離子方程式：NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+CO₃^2-+2H₂O，
故答案為：NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+CO₃^2-+2H₂O；
（5）碳酸氫銨溶液中所有離子的濃度等式關系，符合溶液的電荷守恒，即c（NH₄⁺）+c（H⁺）=2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-），
故答案為：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）．

點評 本題考查位置結構與性質關系的應用，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生靈活應用基礎知識的能力，難度中等．