Question

（8分）A、B、C、D是常見不同主族的短周期元素，它們的原子序數逐漸增大，其中只有一種是金屬元素。A是所有元素中原子半徑最小的，C元素原子最外層電子數是D元素原子最外層電子數的一半，D元素最外層電子數是K層電子數的3倍，B元素原子的最外層電子數比D的少2個。E是與D同主族的短周期元素且原子半徑小于D。請回答下列問題：
（1）五種元素中的三種組成的易溶于水的物質中，能促進水電離的物質M是       （寫化學式，寫一個即可，下同），能抑制水電離的物質N是        。25℃時，pH=a的M溶液中水電離出的H⁺濃度與pH=a的N溶液中水電離出的H⁺濃度之比為             。 
（2）甲、乙、丙分別是B、C、D三種元素最高價含氧酸的鈉鹽，甲、乙都能與丙發生反應，且丙用量不同，反應的產物不同。回答問題：
①向丙溶液中緩慢滴加過量的乙溶液過程中發生反應的離子方程式：
                                                               。
②向甲溶液中緩慢滴加等物質的量的丙溶液后，所得溶液中離子濃度由大到小的順序為                                                     。

Answer 1

（1）Al₂(SO₄)₃  H₂SO₄或H₂SO₃或H₂CO₃（其它合理答案也可）10^14—2a（每空1分）
（2）① 4H⁺ + AlO₂^－ = Al³⁺ + 2H₂O                  （1分）
Al³⁺ + 3 AlO₂^－ +6H₂O = 4Al(OH)₃↓      （2分）
②c（Na⁺）>c（SO₄^2－）>c（HCO₃^－）>c（OH^－）>c（H⁺）>（CO_­3^2－） （2分）

由A是所有元素中原子半徑最小的可以推出A為H元素；D元素最外層電子數是K層電子數的3倍，可以推出D為VIA族元素，E與D同主族且原子半徑小于D，可以推出D為S元素，E為O元素； B元素原子的最外層電子數比D的少2個，C元素原子最外層電子數是D元素原子最外層電子數的一半，并且原子序數C大于B，可以推出B為C元素，C為Al元素。
問題（1）五種元素中的三種組成的易溶于水的物質中，能促進水電離的物質M應該屬于能水解的鹽類比如Al₂(SO₄)₃；易溶于水且能抑制水電離的物質N應該屬于酸類如H₂SO₄、H₂SO₃、H₂CO₃、CH₃COOH等；25℃時，pH=a的M溶液中水電離出的H⁺濃度為10^-amol/L，pH=a的N溶液中水電離出的H⁺濃度為10^-14/10^-a=10^a-14mol/L，二者之比為10^14—2a。
問題（2）由甲、乙、丙分別是B、C、D三種元素最高價含氧酸的鈉鹽，甲、乙都能與丙發生反應，則可以推知甲為Na₂CO₃、乙為NaAlO₂、丙為NaHSO₄。
①向NaHSO₄溶液中緩慢滴加過量的NaAlO₂溶液，由于開始時NaHSO₄過量，所以先發生4H⁺ + AlO₂^－ = Al³⁺ + 2H₂O，當將NaHSO₄反應完之后，再發生Al³⁺ + 3 AlO₂^－ +6H₂O = 4Al(OH)₃↓。
②向Na₂CO₃溶液中緩慢滴加等物質的量的NaHSO₄溶液后，溶液中存在的物質是NaHCO₃和Na₂SO₄ 。HCO₃^－水解使溶液顯堿性，HCO₃^－電離產生H⁺和CO₃^2－，加上水電離產生的H^＋，使得c(H⁺) >c(CO₃^2－)，所以溶液中離子濃度由大到小的順序為c（Na⁺）>c（SO₄^2－）>c（HCO₃^－）>c（OH^－）>c（H⁺）> c（CO₃^2－）。