Question

（2008?德阳模拟）A、B、C、D四种短周期元素，原子序数依次增大；A和C能形成一种分子X或一种带一个单位正电荷的阳离子Y；B元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；C、D在元素周期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色气体．请回答下列问题：
（1）A、B的元素符号分别是

H

、

C

．
（2）Y水解的离子方程式是

NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺

．
（3）将12gB单质在空气中充分燃烧，所得气体通入1L1.5mol/LNaOH溶液中，完全吸收后，溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序是

c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）

．
（4）常温常压下由两种气体组成的混合气体Z．已知Z中只含有A、B两种元素，且不论这两种气体以何种比例混合，该混合气体中A、B元素的质量比总大于

1

3

．由此可确定气体Z是由

H₂

和

CH₄

．（填写气体的分子式）组成的混合物．

Answer 1

分析：A、B、C、D四种短周期元素，原子序数依次增大；B元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，因为最外层电子数不超过8个，则B元素的次外层是第一电子层，所以B是C元素，C、D在元素周期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色气体，且C的原子序数小于D，则C是N元素，D是O元素，A和C能形成一种分子X或-种+1价阳离子Y，则A是H元素，X是NH₃，Y是NH₄⁺，结合物质的性质来分析解答．

解答：解：A、B、C、D四种短周期元素，原子序数依次增大；B元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，因为最外层电子数不超过8个，则B元素的次外层是第一电子层，所以B是C元素，C、D在元素周期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色气体，且C的原子序数小于D，则C是N元素，D是O元素，A和C能形成一种分子X或-种+1价阳离子Y，则A是H元素，X是NH₃，Y是NH₄⁺，
（1）通过以上分析知，A是H元素，B是C元素，
故答案为：H、C； 
（2）铵根离子是弱根离子，在水溶液里以水解而使其溶液呈酸性，水解离子方程式为：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，故答案为：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；
（3）12gC的物质的量=

12g

12g/mol

=1mol，根据碳原子守恒得n（CO₂）=n（C）=1mol，n（NaOH）=1.5mol/L×1L=1.5mol，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：

x+y=1 2x+y=1.5

解得

x=0.5 y=0.5

，
根据物料守恒知c（Na⁺）最大，碳酸根离子水解程度大于碳酸氢根离子，所以c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），水解后溶液呈碱性，所以c（OH^-）＞c（H⁺），弱根离子水解程度较小，所以c（CO₃^2-）＞c（OH^-），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⁺）；
（4）混合气体中A、B元素的质量比总大于

1

3

，
设A元素的质量是x，B元素的质量是y，
则其物质的量之比=

x

1

：

y

12

=12x：y＞4，则混合气体中A、B的原子个数之比大于4，且两者物质都是气体，由此可确定气体Z是由H₂和CH₄组成，
故答案为：H₂和CH₄．

点评：本题考查了元素位置结构和性质的相互关系，正确推断元素是解本题关键，结合盐类水解、原子守恒来分析解答，难点是（4），根据其质量之比计算其物质的量之比，利用平均化学式来分析解答，难度中等．