Question

（13分）短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大， A元素阳离子的原子核外没有电子，B是空气中含量最多的元素；C元素原子最外层电子数是其电子层数的三倍；C与D可形成两种常见的离子化合物；工业上常用电解C与E的化合物来制备E单质。
（1）写出D元素的基态原子电子排布式           。C、D、E的简单离子半径由小到大的顺序          （用离子符号表示）。
（2）工业上常用A和B的单质合成一种常见气体，该气体的电子式            。
检验该气体的常用方法是                                                     。
（3）D₂C₂与H₂O反应的化学方程式是     ，D₂C₂与CuSO₄溶液反应的现象是      。
（4）A、B、C三种元素可组成一种常见离子化合物，其水溶液呈酸性，该溶液中离子浓度由大到小的顺序是                   。
（5）电动汽车的某种燃料电池，通常用NaOH作电解质，用E单质、石墨作电极，在石墨电极一侧通入空气，该电池的正极反应：                    。

Answer 1

（1）1s²2s²2p⁶3s¹   ，   Al³⁺  Na⁺  O^2-    2分
（2） 1分，用润湿的红色石蕊试纸接近该气体，若试纸变红，证明氨气存在 2分
（3）  2Na₂O₂ + 2H₂O =" 4NaOH" + O₂↑  2分、 产生蓝色沉淀并有气泡放出  2分
（4）    NO₃^->NH₄⁺>H⁺ >OH^-      2分 （5）O₂+ 2H₂O +4e^- =" 4" OH^-     2分

根据元素的结构及性质可知，A是H，B是N，C是O，D是Na，E是Al。
（1）根据构造原理可知，Na元素的基态原子电子排布式为1s²2s²2p⁶3s¹。核外电子排布相同的微粒，其微粒半径随原子序数的增大而减小，因此离子半径由小到大的顺序是Al³⁺  Na⁺  O^2-。
（2）该气体是氨气，含有极性键的共价化合物，电子式为。氨气是一种碱性气体，据此可以检验。即用润湿的红色石蕊试纸接近该气体，若试纸变红，证明氨气存在。
（3）过氧化钠溶于水生成氢氧化钠和氧气，方程式为2Na₂O₂ + 2H₂O =" 4NaOH" + O₂↑。产生的氢氧化钠再和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀，
（4）该离子化合物是硝酸铵，NH₄^＋水解显酸性，所以离子浓度大小顺序是NO₃^->NH₄⁺>H⁺ >OH^-。
（5）氧气是得到电子的，所以空气再正极通入，电极反应式为O₂+ 2H₂O +4e^- =" 4" OH^-。