Question

19．A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素，其中仅含有一种金属元素，A和D最外层电子数相同；B、C和E在周期表中相邻，且C、E同主族．B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数，A和C可形成两种常见的液态化合物．
请回答下列问题：；
（1）B的原子结构示意图；
（2）C、D、E三种原子对应的离子半径由大到小的顺序是S^2-＞O^2-＞Na⁺（填具体离子）；由A、B、C三种元素按4：2：3组成的化合物所含的化学键类型属于共价键和离子键．
（3）用某种废弃的金属易拉罐与A、C、D组成的化合物溶液反应，该反应的离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑（或2Al+2OH^-+6H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑）．
（4）在100mL 18mol/L的浓的A、C、E组成酸溶液中加入过量的铜片，加热使之充分反应，产生的气体在标准状况下的体积可能是ab；（填序号）
a．7.32L      b．6.72L    c．20.16L     d．30.24L
若使上述反应中剩余的铜片继续溶解，可向其中加入硝酸钠，反应的离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（5）A、C两元素的单质与熔融K₂CO₃组成的燃料电池，其负极反应式H₂-2e^-+CO₃^2-→CO₂↑+H₂O
用该电池电解1L 1mol/L NaCl溶液，当消耗标准状况下1.12L H₂时，NaCl溶液的PH=13（假设电解过程中溶液的体积不变）

Answer 1

分析 A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素，C与B、E在周期表中相邻，且C、E同主族，原子序数C大于A、B小于E，则C处于第二周期，E处于第三周期，所以B、C、E在周期表中的位置关系为，A和D最外层电子数相同，则二者处于同族，原子序数D大于C小于E，则D为第三周期，其中仅含一种金属元素，D应为金属，B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数，则D的核外电子数为奇数，则D为钠元素或铝元素，若D为钠元素，则A为氢元素，B为氮元素，C为氧元素，E为硫元素，A和C可形成化合物H₂O、H₂O₂，符合题意；若D为铝元素，则A为硼元素，B为氧元素，C为氟元素，E为氯元素，A和C形成化合物，不符合题意；故A为氢元素，B为氮元素，C为氧元素，D为钠元素，E为硫元素，据此进行答题．

解答 解：A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素，C与B、E在周期表中相邻，且C、E同主族，原子序数C大于A、B小于E，则C处于第二周期，E处于第三周期，所以B、C、E在周期表中的位置关系为，A和D最外层电子数相同，则二者处于同族，原子序数D大于C小于E，则D为第三周期，其中仅含一种金属元素，D应为金属，B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数，则D的核外电子数为奇数，则D为钠元素或铝元素，若D为钠元素，则A为氢元素，B为氮元素，C为氧元素，E为硫元素，A和C可形成化合物H₂O、H₂O₂，符合题意；若D为铝元素，则A为硼元素，B为氧元素，C为氟元素，E为氯元素，A和C形成化合物，不符合题意；故A为氢元素，B为氮元素，C为氧元素，D为钠元素，E为硫元素，
（1）根据上面的分析可知，B为氮元素，其原子序数为7，最外层为5个电子，氮原子的原子结构示意图为：，
故答案为：； 
（2）C、D、E三种原子对应的离子为O^2-、Na⁺、S^2-，电子层数越多，半径越小，电子层数相同时，核电荷数越多，半径越小，所以它们半径由大到小的顺序是S^2-＞O^2-＞Na⁺；
由A、B、C三种元素按4：2：3组成的化合物为硝酸铵，硝酸铵的化学式中既含有离子键，也含有共价键，
故答案为：S^2-＞O^2-＞Na⁺；共价键和离子键；
（3）A、C、D组成的化合物为氢氧化钠溶液，易拉罐中含有Al，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气，反应离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑或2Al+2OH^-+6H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑（或2Al+2OH^-+6H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑）；
（4）在100mL18mol/L的浓硫酸溶液中加入过量的铜片，加热使之充分反应，铜片部分溶解，1mol浓硫酸完全反应生成二氧化硫气体0.5mol，当浓硫酸变为稀硫酸时，反应停止，所以100mL18mol/L的浓硫酸产生的二氧化硫气体小于0.9mol，标况下生成气体的最大体积为：22.4L/mol×0.9mol=20.16L，所以ab正确；
欲使上述反应中剩余的铜片继续溶解，可向其中加入硝酸钠，反应的离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
故答案为：ab；3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（5）氢气、氧气与熔融K₂CO₃，组成的燃料电池，氢气在负极放电，在熔融碳酸钾条件下生成二氧化碳与水，电解反应式为：H₂+CO₃^2--2e^-=CO₂↑+H₂O；
用该电池电解1L1mol/LNaCl溶液，当消耗标准状况下1.12LH₂时，氢气的物质的量=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，生成的NaOH物质的量=0.05mol×2=0.1mol，故n（OH^-）=0.1mol/L，则c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{0.1}$=10^-13，故该溶液的pH=-lg10^-13=13，
故答案为：H₂-2e^-+CO₃^2-→CO₂↑+H₂O；13．

点评 本题考查位置、结构与性质关系的综合应用，题目难度中等，涉及结构与位置关系、半径比较、晶体类型与化学键、原电池原理及溶液pH的计算等知识，是对知识综合运用与学生能力考查，推断元素是关键，需充分利用信息，对知识全面掌握，物质推断是难点、易错点．