Question

（2011?沈陽二模）短周期元素X、Y、Z，Z是自然界中原子半徑最小的元素；單質X₂與Y₂在放電的條件下反應生成A；X、Y、Z可以形成的化合物有 ZXY₃、XZ₄XY₃等．
（1）寫出X原子的電子式

，畫出Y的原子結構示意圖

．
（2）寫出X₂與Z₂化合生成XZ₃的化學方程式

N₂+3H₂

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃

．
（3）將ZXY₃的稀溶液和XZ₃溶液混合，不可能出現的結果是

AD

．
A．pH＜7，且c（H⁺）＞c（XY₃^-）＞c（OH^-）＞c（XZ₄⁺）
B．pH＜7，且c（XY₃^-）+c（OH^-）=c （H⁺）+c（XZ₄⁺）
C．pH＞7，且c （XZ₄⁺）＞c （OH^-）＞c （XY₃^-）＞c （H⁺）
D．pH=7，且c （XZ₄⁺）＞c （XY₃^-）＞c （H⁺）=c （OH^-）
（4）寫出ZXY₃的稀溶液與過量鐵粉反應的離子方程式

3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O

．
（5）當銅與ZXY₃的濃溶液反應時，為防止有毒氣體逸出污染空氣，可將尾氣通入NaOH溶液中，反應生成兩種鹽（物質的量相同）和水．寫出其化學方程式

2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O

．

Answer 1

分析：短周期元素X、Y、Z，Z是自然界中原子半徑最小的元素，則Z為H元素；單質X₂與Y₂在放電的條件下反應生成A，可推知為氮氣與氧氣生成NO，則A為NO，由于三元素可以形成的化合物有 ZXY₃、XZ₄XY₃，故X為N元素、Y為O元素，
（1）X為N元素，原子最外層有5個電子；Y為氧元素，原子核外電子數為8，有2個電子層，最外層電子數為6；
（2）氮氣與氫氣在催化劑、高溫高壓條件下生成氨氣；
（3）A．混合溶液pH＜7，可能為硝酸銨溶液，或硝酸、硝酸銨混合溶液，或硝酸銨、氨水混合溶液，溶液中c（H⁺）＜c（NO₃^-）；
B．任何溶液都存在電荷守恒；
C．pH＞7，說明溶液呈堿性，一定為硝酸銨、氨水混合溶液，且氨水電離程度大于銨根離子水解；
D．從溶液電荷守恒的角度判斷；
（4）HNO₃的稀溶液與過量鐵粉反應生成硝酸亞鐵與NO、水；
（5）銅與HNO₃的濃溶液反應生成氣體為NO₂，尾氣通入NaOH溶液中，反應生成兩種鹽（物質的量相同）和水，發生氧化還原反應反應，一定有NaNO₃生成，令N元素在還原產物中的化合價為x，根據電子轉移守恒可知5-4=4-x，則x=3，故生成NaNO₂．

解答：解：短周期元素X、Y、Z，Z是自然界中原子半徑最小的元素，則Z為H元素；單質X₂與Y₂在放電的條件下反應生成A，可推知為氮氣與氧氣生成NO，則A為NO，由于三元素可以形成的化合物有 ZXY₃、XZ₄XY₃，故X為N元素、Y為O元素，
（1）X為N元素，原子最外層有5個電子，N原子電子式為，Y為氧元素，原子核外電子數為8，有2個電子層，最外層電子數為6，其原子結構示意圖為，故答案為：；；
（2）氮氣與氫氣在催化劑、高溫高壓條件下生成氨氣，反應方程式為N₂+3H₂

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃，
故答案為：N₂+3H₂

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃；
（3）A．混合溶液pH＜7，可能為硝酸銨溶液，或硝酸、硝酸銨混合溶液，或硝酸銨、氨水混合溶液，溶液中c（H⁺）＜c（NO₃^-），故A錯誤；
B．任何溶液都存在電荷守恒，故c（NO₃^-）+c（OH^-）=c （H⁺）+c（NH₄⁺），故B正確；
C．pH＞7，說明溶液呈堿性，一定為硝酸銨、氨水混合溶液，且氨水電離程度大于銨根離子水解，氨水濃度遠大于硝酸銨濃度，溶液中可能存在c （NH₄⁺）＞c （OH^-）＞c （NO₃^-）＞c （H⁺），故C正確；
D．任何溶液都存在電荷守恒，故c（NO₃^-）+c（OH^-）=c （H⁺）+c（NH₄⁺），溶液pH=7，則c （H⁺）=c （OH^-），故一定有c（NO₃^-）=c（NH₄⁺），故D錯誤，
故選：AD；
（4）HNO₃的稀溶液與過量鐵粉反應生成硝酸亞鐵與NO、水，反應離子方程式為：3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O；
（5）銅與HNO₃的濃溶液反應生成氣體為NO₂，尾氣通入NaOH溶液中，反應生成兩種鹽（物質的量相同）和水，發生氧化還原反應反應，一定有NaNO₃生成，令N元素在還原產物中的化合價為x，根據電子轉移守恒可知5-4=4-x，則x=3，故生成NaNO₂，其反應化學方程式為：2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O，
故答案為：2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O．

點評：本題與元素推斷為載體，考查電子式、原子結構示意圖、鹽類水解中離子濃度比較、離子方程式、氧化還原反應等，題目比較綜合，難點中等，（3）為易錯點、難點，混合溶液pH＜7時可能的溶質，溶液中離子濃度關系有多種，注意根據濃度大小進行分析解答．