Question

2．已知X、Y、Z、W是短周期中的四种元素，它们的原子序数依次增大．X和Y可形成常见化合物YX₄，一个YX₄分子中电子总数为10．Z单质在通常状况下为无色无味气体．W原子的最外层电子数是核外电子总数的3/4．试回答：
（1）X单质和Z单质在一定条件下可生成化合物E：
①E的电子式为，化学键类型为共价键；
②工业上制取E的化学方程式为（注明反应条件）：N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$2NH₃；
③干燥E时使用的干燥剂为碱石灰；
（2）由X、Z、W三种元素可以组成一种盐，该盐是常用速效化肥，但长期使用会增加土壤的酸性，其原因是（用离子方程式表示）NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；
（3）将9g Y单质在足量W单质中燃烧，所得气体通入1L 1mol/L NaOH溶液中，完全反应后，所得溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W是短周期中的四种元素，它们的原子序数依次增大．X和Y可形成常见化合物YX₄，一个YX₄分子中电子总数为10，则Y为C元素、X为H元素；W原子的最外层电子数是核外电子总数的$\frac{3}{4}$，原子只能有2个电子层，设最外层电子数为a，则（2+a）×$\frac{3}{4}$=a，故a=6，则W为O元素；Z单质在通常状况下为无色无味气体，原子序数介于碳、氧之间，故Z为N元素，据此解答．

解答 解：X、Y、Z、W是短周期中的四种元素，它们的原子序数依次增大．X和Y可形成常见化合物YX₄，一个YX₄分子中电子总数为10，则Y为C元素、X为H元素；W原子的最外层电子数是核外电子总数的$\frac{3}{4}$，原子只能有2个电子层，设最外层电子数为a，则（2+a）×$\frac{3}{4}$=a，故a=6，则W为O元素；Z单质在通常状况下为无色无味气体，原子序数介于碳、氧之间，故Z为N元素．
（1）X单质和Z单质在一定条件下可生成化合物E为NH₃，
①NH₃的电子式为，化学键类型为：共价键，故答案为：；共价键；
②工业上制取氨气的化学方程式为：N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$2NH₃，故答案为：N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$2NH₃；
③干燥氨气时使用的干燥剂为：碱石灰，故答案为：碱石灰；
（2）由H、N、O三种元素可以组成一种盐，该盐是常用速效化肥，该盐为硝酸铵，由于铵根离子水解：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，但长期使用会增加土壤的酸性，
故答案为：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；
（3）9gC的物质的量=$\frac{9g}{12g/mol}$=0.75mol，根据碳原子守恒得n（CO₂）=n（C）=0.75mol，n（NaOH）=1mol/L×1L=1mol，1＜n（NaOH）：n（CO₂）＜2，所以二氧化碳和氢氧化钠反应后的溶液中存在碳酸钠和碳酸氢钠，设n（Na₂CO₃）=xmol，n（NaHCO₃）=ymol，根据钠原子和碳原子守恒得：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.75}\\{2x+y=1}\end{array}\right.$，解得$\left\{\begin{array}{l}{x=0.25}\\{y=0.5}\end{array}\right.$，根据物料守恒知c（Na⁺）最大，溶液呈碱性，故c（OH^-）＞c（H⁺），水解、电离程度都很小，所以c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），则离子浓度大小顺序是c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

点评 本题考查位置结构性质的相互关系，正确推断元素是解本题关键，是对学生综合能力考查，难度中等．