Question

已知物質M由屬于同一周期的X．Y兩種短周期元素組成，X原子的最外層電子數是最內層電子數的一半，Y元素最高正價與它的負價代數和為6．M與其他物質的轉化關系如下（部分產物已略去）：
（1）已知元素Z與Y是最外層電子數相同的短周期元素，那么Z與Y分別與氫形成的氫化物中沸點較高的是    （填化學式），原因是    ；
（2）若A是一種常見的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，則E溶液與F溶液反應的離子方程式是：    ；
（3）若A是與X、Y同周期元素的一種常見金屬單質，且A與B溶液能夠反應，則其化學方程式是：    ；
（4）若A是一種常見的化肥，式量為79，且E與F生成G時有白煙產生，則A的化學式    ，G的電子式是：    ；
（5）若A是一種溶液，只可能含有H⁺．NH₄⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、CO₃^2-、SO₄^2-中的某些離子，當向該溶液中加入B溶液時發現生成沉淀的物質的量隨B溶液的體積變化如圖所示，由此可知，該溶液中肯定含有的離子是    （微粒次序按摩爾質量從小到大，下同），物質的量濃度之比為    ．

Answer 1

【答案】分析：同一周期的X、Y兩種短周期元素，X原子的最外層電子數是最內層電子數的一半，X原子最外層有1個電子，則X處于第ⅠA族，Y元素最高正價與它的負價代數和為6，則Y處于第ⅦA族，由于物質M由屬于同一周期的X、Y兩種短周期元素組成，電解M溶液生成三種物質，則電解類型為電解水和電解質性，所以X為鈉元素，Y為氯元素．電解氯化鈉溶液生成氫氣、氯氣、氫氧化鈉．
解答：解：同一周期的X、Y兩種短周期元素，X原子的最外層電子數是最內層電子數的一半，X原子最外層有1個電子，則X處于第ⅠA族，Y元素最高正價與它的負價代數和為6，則Y處于第ⅦA族，由于物質M由屬于同一周期的X、Y兩種短周期元素組成，電解M溶液生成三種物質，則電解類型為電解水和電解質性，所以X為鈉元素，Y為氯元素．電解氯化鈉溶液生成氫氣、氯氣、氫氧化鈉．
（1）Y為氯元素，元素Z與Y是最外層電子數相同的短周期元素，則Z為氟元素，Z與Y的氫化物分別為HF、HCl，F元素電負性很強，HF分子之間可以形成氫鍵，所以沸點HF＞HCl．
故答案為：HF；F元素電負性很強，HF分子之間可以形成氫鍵．
（2）若A是一種常見的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，則A為SiO₂，A、B形成E溶液，C、D形成F溶液，則B為氫氧化鈉，E為Na₂SiO₃溶液，F為HCl溶液，硅酸鈉與鹽酸反應的離子方程式為SiO₃^2-+2H⁺+2H₂O=H₄SiO₄↓或SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓．
故答案為：SiO₃^2-+2H⁺+2H₂O=H₄SiO₄↓或SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓．
（3）X為鈉元素，Y為氯元素，B為氫氧化鈉，若A是與X、Y同周期元素的一種常見金屬單質，且A與B溶液能夠反應，則A為Al，鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，化學方程式是2NaOH+2H₂O+2Al=2NaAlO₂+3H₂↑．
故答案為：2NaOH+2H₂O+2Al=2NaAlO₂+3H₂↑．
（4）若A是一種常見的化肥，式量為79，且E與F生成G時有白煙產生，則E為NH₃，F為HCl，所以A為NH₄HCO₃、
G為NH₄Cl，NH₄Cl是由銨根離子與氯離子形成的離子化合物，電子式為．
故答案為：NH₄HCO₃；．
（5）若A是一種溶液，只可能含有H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、CO₃^2-、SO₄^2-中的某些離子，B為氫氧化鈉，當向A溶液中加入氫氧化鈉溶液時，由圖可知生成沉淀的物質的量隨B溶液的體積變化為：一階段開始不產生沉淀，第二階段沉淀量增大，第三階段一定程度后，再加一定量的氫氧化鈉沉淀量不變，第四階段當氫氧化鈉加到一定程度后沉淀減小，沉淀最后完全溶解．由于沉淀最后完全溶解所以溶液中含有Al³⁺，不含Mg²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-，由于開始不產生沉淀，然后沉淀量增大，一定程度后，再加一定量的氫氧化鈉沉淀量不變，所以溶液中還含有H⁺、NH₄⁺，溶液呈電中性，所以含有SO₄^2-．由第一階段、第二階段、第三階段反應分別為H⁺+OH^-=H₂O、Al³⁺+2OH^-=Al（OH）₃↓、OH^-+NH₄⁺=NH₃?H₂O+H₂O，結合圖象可知三反應中消耗的氫氧化鈉的物質的量之比為2：3：3，H⁺、Al³⁺、NH⁴⁺的物質的量之比為2：1：3，令H⁺、Al³⁺、NH⁴⁺的物質的量分別為2mol、1mol、3mol，由于溶液呈電中性，所以硫酸根的物質的量為×（2mol×1+1mol×3+3mol×1）=4mol．所以溶液中H⁺、NH⁴⁺、Al³⁺、SO₄^2-離子的物質的量濃度之比為2：3：1：4．
故答案為：H⁺、NH⁴⁺、Al³⁺、SO₄^2-；2：3：1：4．
點評：以元素化合物推斷為載體，考查結構與位置關系、元素化合物知識、電解原理、化學用語、離子濃度比較、圖象分析等，根據題目中信息推斷元素及相應化合物是關鍵，是對知識的綜合運用與能力考查，難度中等．