Question

12．五种短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大，结合下列信息：
（1）A原子核外电子总数是内层电子数的三倍，A、E同主族；  
（2）B的最高价氧化物对应的水化物F与其气态氢化物G反应，得到离子化合物H；  
（3）C的焰色反应呈黄色；
（4）D在同周期主族元素形成的简单离子中，离子半径最小．回答下列问题：
（1）写出D在元素周期表中的位置：第三周期第ⅢA族；
（2）化合物H的水溶液pH＜ 7，其原因是NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺（用离子方程式表示）；
（3）上述元素的最高价氧化物对应的水化物中，有一种物质在一定条件下均能与其他四种物质发生化学反应，写出该物质的电子式；
（4）某同学设计实验证明A、B、E的非金属性强弱关系．设计如图装置：
①溶液a和固体b分别为硝酸，碳酸钠或碳酸氢钠；
②该装置有一个明显不足是没有除去二氧化碳中挥发的硝酸；若装置改进后溶液c中发生反应的离子方程式为：CO₂+SiO₃^2-+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-，或2CO₂+SiO₃^2-+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-．

Answer 1

分析 五种短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大，（1）A原子核外电子总数是内层电子数的三倍，则A为碳元素，A、E同主族，则E为硅元素，（2）B的最高价氧化物对应的水化物F与其气态氢化物G反应，得到离子化合物H，则B为氮元素，F为硝酸，G为氨气，H为硝酸铵，（3）C的焰色应呈黄色，则C为钠元素，（4）D在同周期主族元素形成的简单离子中，离子半径最小，且原子序数大于钠，则D为铝元素，据此解答．

解答 解：五种短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大，（1）A原子核外电子总数是内层电子数的三倍，则A为碳元素，A、E同主族，则E为硅元素，（2）B的最高价氧化物对应的水化物F与其气态氢化物G反应，得到离子化合物H，则B为氮元素，F为硝酸，G为氨气，H为硝酸铵，（3）C的焰色应呈黄色，则C为钠元素，（4）D在同周期主族元素形成的简单离子中，离子半径最小，且原子序数大于钠，则D为铝元素．
（1）D为铝元素，在元素周期表中处于第三周期第ⅢA族，故答案为：第三周期第ⅢA族；
（2）化合物H为硝酸铵，由于铵根离子水解，它的水溶液呈酸性，所以PH＜7，离子方程式为NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺，
故答案为：＜；NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺；
（3）上述元素的最高价氧化物对应的水化物中，氢氧化钠在一定条件下均能与其他四种物质发生化学反应，它的电子式为，故答案为：；
（4）①元素的非金属性越强，对应的最高价含氧酸的酸性越强，根据强酸制弱酸的原理设计实验，溶液a和固体b分别为硝酸、碳酸钠或碳酸氢钠，故答案为：硝酸；碳酸氢钠；
②硝酸易挥发，为防止干扰应用碳酸氢钠溶液吸收除去，溶液c为硅酸钠溶液，则溶液c中的离子方程式为：CO₂+SiO₃^2-+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-或2CO₂+SiO₃^2-+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-，
故答案为：没有除去二氧化碳中挥发的硝酸；CO₂+SiO₃^2-+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-或2CO₂+SiO₃^2-+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-．

点评 本题考查结构性质位置关系、实验方案评价等，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，难度中等．