Question

A、B、C、D是常见不同主族的短周期元素，它们的原子序数逐渐增大，其中只有一种是金属元素。A是所有元素中原子半径最小的，C元素原子最外层电子数是D元素原子最外层电子数的一半，D元素最外层电子数是K层电子数的3倍，B元素原子的最外层电子数比D的少2个。E是与D同主族的短周期元素且原子半径小于D。请回答下列问题：

（1）五种元素中的三种组成的易溶于水的物质中，能促进水电离的物质M是        （写化学式，写一个即可，下同），能抑制水电离的物质N是         。25℃时，pH=a的M溶液中水电离出的H⁺浓度与pH=a的N溶液中水电离出的H⁺浓度之比为              。 

（2）甲、乙、丙分别是B、C、D三种元素最高价含氧酸的钠盐，甲、乙都能与丙发生反应，且丙用量不同，反应的产物不同。回答问题：

①向丙溶液中缓慢滴加过量的乙溶液过程中发生反应的离子方程式：

                                                                。

②向甲溶液中缓慢滴加等物质的量的丙溶液后，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为                                                      。

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）

解析:

由A是所有元素中原子半径最小的可以推出A为H元素；D元素最外层电子数是K层电子数的3倍，可以推出D为VIA族元素，E与D同主族且原子半径小于D，可以推出D为S元素，E为O元素； B元素原子的最外层电子数比D的少2个，C元素原子最外层电子数是D元素原子最外层电子数的一半，并且原子序数C大于B，可以推出B为C元素，C为Al元素。

问题（1）五种元素中的三种组成的易溶于水的物质中，能促进水电离的物质M应该属于能水解的盐类比如Al₂(SO₄)₃ ；易溶于水且能抑制水电离的物质N应该属于酸类如H₂SO₄、H₂SO₃、H₂CO₃、CH₃COOH等；25℃时，pH=a的M溶液中水电离出的H⁺浓度为10^-amol/L，pH=a的N溶液中水电离出的H⁺浓度为10^-14/10^-a=10^a-14mol/L，二者之比为10^14—2a 。

问题（2）由甲、乙、丙分别是B、C、D三种元素最高价含氧酸的钠盐，甲、乙都能与丙发生反应，则可以推知甲为Na₂CO₃、乙为NaAlO₂、丙为NaHSO₄ 。

①向NaHSO₄溶液中缓慢滴加过量的NaAlO₂溶液，由于开始时NaHSO₄过量，所以先发生4H⁺ + AlO₂^－ = Al³⁺ + 2H₂O，当将NaHSO₄反应完之后，再发生Al³⁺ + 3 AlO₂^－ +6H₂O = 4Al(OH)₃↓。

②向Na₂CO₃溶液中缓慢滴加等物质的量的NaHSO₄溶液后，溶液中存在的物质是NaHCO₃和Na₂SO₄ 。HCO₃^－水解使溶液显碱性，HCO₃^－电离产生H⁺和CO₃^2－，加上水电离产生的H^＋，使得c(H⁺) >c(CO₃^2－)，所以溶液中离子浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）>c（SO₄^2－）>c（HCO₃^－）>c（OH^－）>c（H⁺）> c（CO₃^2－）。