Question

19．現有A、B、C、D、E五種短周期主族元素，其原子序數依次增大，它們之間關系如下：
Ⅰ．原子半徑：A＜C＜B＜E＜D
Ⅱ．原子的核外電子層數：B=C=2A
Ⅲ．B元素的主要化合價：最高正價+最低負價=2
Ⅳ．C是周期表中非金屬性最強的元素
V．原子的最外層電子數：B+D=8
VI．E是同周期中半徑最小的原子
請回答：
（1）實驗室制取E的單質反應離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2H₂O+C1₂↑．
（2）只有A和B兩種元素組成的屬于離子晶體的化合物可能為NH₄H（或（NH₄）₃N、NH₄N₃）（用化學式表示）．
（3）由D元素形成的氫氧化物，與強堿溶液反應的離子方程式為Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O．
下列可作為比較D和Mg金屬性強弱的方法是bc（填代號）．
a．測兩種元素單質的硬度和熔、沸點       b．比較最高價氧化物對應的水化物的堿性強弱
c．比較單質與同濃度鹽酸反應的劇烈程度   d..比較兩種元素在化合物中化合價的高低
（4）由B、C元素組成的化合物BC₃，該化合物具有強氧化性，與水反應生成兩種酸和一種無色氣體，該氣體常溫下遇空氣變紅棕色，寫出該化合物與水反應的化學方程式3NF₃+5H₂O=HNO₃+2NO↑+9HF．
（5）由A、B和C三種元素組成的鹽，常溫下其水溶液顯酸性，寫出檢驗該鹽中所含陽離子的離子方程式NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O；
（6）下圖Ⅰ、Ⅱ分別是甲、乙兩組同學將與B元素同主族的砷元素的化合物按反應“AsO₄^3-+2I^-+2H⁺?AsO₃^3-+I₂+H₂O”設計成的原電池裝置，其中C₁、C₂均為碳棒．甲組向圖Ⅰ燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸或40% NaOH溶液，電流表指針都不發生偏轉；乙組經思考后先添加了一種離子交換膜，然后向圖Ⅱ燒杯右側中逐滴加入適量40%NaOH溶液，發現電流表指針發生偏轉．
①甲組電流表指針都不發生偏轉的原因是氧化還原反應在電解質溶液中直接進行，沒有電子沿導線通過．
②乙組添加的是陽（填“陰”或“陽”）離子交換膜．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五種短周期主族元素，其原子序數依次增大，原子的核外電子層數：B=C=2A，則A處于第一周期，B、C處于第二周期，則A為H元素；B元素的主要化合價：最高正價+最低負價=2，B處于ⅤA族，則B為N元素；原子的最外層電子數：B+D=8，則D的最外層電子數為8-5=3，D的原子序數大于N元素，則D為Al元素；C是周期表中非金屬性最強的元素，則C為F元素；E是同周期中半徑最小的原子，E處于第三周期，則E為Cl元素，據此進行解答（1）～（5）；
（6）①甲組向圖Ⅰ燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸，發生氧化還原反應，不發生原電池反應；
②乙組向圖ⅡB燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸或40%NaOH溶液，發生原電池反應，A中發生I₂+2e^-═2I^-，為正極反應，而B中As化合價升高，發生氧化反應，以此分析．

解答 解：A、B、C、D、E五種短周期主族元素，其原子序數依次增大，原子的核外電子層數：B=C=2A，則A處于第一周期，B、C處于第二周期，則A為H元素；B元素的主要化合價：最高正價+最低負價=2，B處于ⅤA族，則B為N元素；原子的最外層電子數：B+D=8，則D的最外層電子數為8-5=3，D的原子序數大于N元素，則D為Al元素；C是周期表中非金屬性最強的元素，則C為F元素；E是同周期中半徑最小的原子，E處于第三周期，則E為Cl元素，
（1）實驗室制取氯氣是二氧化錳和濃鹽酸共熱，反應的離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2H₂O+C1₂↑，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2H₂O+C1₂↑；
（2）A、B分別為N、H元素，N和H組成的離子化合物一定含有銨根離子，可能為：NH₄H 或（ NH₄）₃N、NH₄N₃，
故答案為：NH₄H（或（ NH₄）₃N、NH₄N₃）；
（3）由D元素形成的氫氧化物為Al（OH）₃，Al（OH）₃和NaOH反應的離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O；
a．金屬性強弱與兩種元素單質的硬度和熔、沸點無關，故a錯誤；
b．金屬元素的最高價氧化物對應水化物的堿性越弱，金屬性越弱，故b正確；
c．金屬性越強，單質與同濃度鹽酸反應的劇烈程度就越大，故c正確     
d．金屬性強弱與化合價高低無關（即與失去電子數多少），與難易程度有關，故d錯誤；
故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O；bc；
（4）由B、C元素組成的化合物BC₃，為NF₃，該化合物具有強氧化性，與水反應生成兩種酸HNO₃、HF和一種無色氣體，該氣體常溫下遇空氣變紅棕色為NO，該化合物與水反應的化學方程式：3NF₃+5H₂O=HNO₃+2NO↑+9HF；
故答案為：3NF₃+5H₂O=HNO₃+2NO↑+9HF；
（5）A、B和C三種元素組成的鹽為NH₄F，銨根離子部分水解，溶液顯示酸性，檢驗銨根離子的反應為：取少量該鹽溶液于一支試管中，加入過量的濃氫氧化鈉溶液，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，若變藍，則有NH₄⁺，反之無NH₄⁺，涉及的反應為：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，
故答案為：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O；
（6）①甲組操作時，兩個電極均為碳棒，不發生原電池反應，則微安表（G）指針不發生偏轉，
故答案為：氧化還原反應在電解質溶液中直接進行，沒有電子沿導線通過；
②乙組向圖ⅡB燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸或40%NaOH溶液，發生原電池反應，A中發生I₂+2e^-═2I^-，為正極反應，而B中As化合價升高，發生氧化反應，添加了陽離子交換膜，
故答案為：陽．

點評 本題考查了位置、結構與性質關系的綜合應用，題目難度中等，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查學生的分析、理解能力及靈活應用基礎知識的能力，注意熟練掌握原子結構與元素周期表、元素周期律的關系．