Question

4．原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种位于不同短周期的元素，可以两两形成多种原子个数比为1：1的化合物，其中的甲、乙、丙、丁4种化合物有两种属于离子化合物．A、B的原子序数之和是元素D的一半．B既是蛋白质的重要组成成分，也是某种化肥的组成部分．只有C为金属元素，焰色反应呈黄色．请回答下列问题：
（1）元素E在周期表中的位置是第三周期ⅦA族；
（2）B和D形成的化合物甲其相对分子质量在170～190之间，且D的质量分数约为70%，则该化合物的化学式为N₄S₄；
（3）A和B形成的化合物乙为B₄A₄，在一定条件下可以电离出两种离子，其中一种为10e^-的离子，该物质一定条件下的电离方程式为N₄H₄=NH₄⁺+N₃^-；
（4）化合物C₂D溶液在空气中长期放置会变质生成丙C₂D₂，用化学方程式表示该过程4Na₂S+O₂+2H₂O=4NaOH+2Na₂S₂；
（5）D和E形成的化合物丁中所有原子均满足8电子稳定结构，该化合物的电子式为；该物质遇水剧烈反应，产生有刺激性气味的混合气体X和Y，同时还有固体单质产生，是已知X能使品红溶液褪色的气体，Y在标准状态下的密度为1.63g/L，该混合气体相对于H₂的密度为21，上述过程对应的化学方程式为2S₂Cl₂+2H₂O=SO₂↑+4HCl+3S↓；某研究小组同学为确定干燥的X和Y混合气体中Y的存在，设计方案如下：把干燥的X和Y与干燥的NH₃混合，出现白烟，则证明有Y气体，你认为此方案正确（填“正确”或“不正确”），理由是干燥的二氧化硫不与氨气反应，但干燥的氯化氢与氨气反应生成白烟．

Answer 1

分析 原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种位于不同短周期的元素，只有C为金属元素，焰色反应呈黄色，则C为Na；
由（4）中C、D可以形成化合物C₂D，则D为-2价，处于ⅥA族，原子序数大于Na，故D为S元素，化合物C₂D溶液在空气中长期放置会变质生成丙C₂D₂，故丙为Na₂S₂；由于E的原子序数大于硫，故E为Cl；
由（2）中B和D形成的化合物甲其相对分子质量在170～190之间，且D的质量分数约为70%，则甲分子中S原子数目：$\frac{190×70%}{32}$＞N（S）＞$\frac{170×70%}{32}$，则N（S）=4，则Mr（甲）=$\frac{4×32}{70%}$≈183，B原子相对原子质量为$\frac{183-4×32}{4}$≈14，故B为N元素，则甲为N₄S₄；
由（3）A和B形成的化合物乙为B₄A₄，在一定条件下可以电离出两种离子，其中一种为10e^-的离子，则A为H元素，乙为N₄H₄；
（5）D和E形成的化合物丁中所有原子均满足8电子稳定结构，S原子最外层需要2个电子，Cl原子最外层需要1个电子，则D为S₂Cl₂；
该物质遇水剧烈反应，产生有刺激性气味的混合气体X和Y，同时还有固体单质产生，固体单体为S，X能使品红溶液褪色的气体，Y在标准状态下的密度为1.63g/L，Mr（Y）=1.63×22.4=36.5，则X为SO₂、Y为HCl，该混合气体相对于H₂的密度为21，混合气体平均相对分子质量为42，由十字交叉法可知，SO₂、HCl的物质的量之比为（42-36.5）：（64-42）=1：4，进而配平书写化学方程式；
干燥的二氧化硫不与氨气反应，但干燥的氯化氢与氨气反应．

解答 解：原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种位于不同短周期的元素，只有C为金属元素，焰色反应呈黄色，则C为Na；
由（4）中C、D可以形成化合物C₂D，则D为-2价，处于ⅥA族，原子序数大于Na，故D为S元素，化合物C₂D溶液在空气中长期放置会变质生成丙C₂D₂，故丙为Na₂S₂；由于E的原子序数大于硫，故E为Cl；
由（2）中B和D形成的化合物甲其相对分子质量在170～190之间，且D的质量分数约为70%，则甲分子中S原子数目：$\frac{190×70%}{32}$＞N（S）＞$\frac{170×70%}{32}$，则N（S）=4，则Mr（甲）=$\frac{4×32}{70%}$≈183，B原子相对原子质量为$\frac{183-4×32}{4}$≈14，故B为N元素，则甲为N₄S₄；
由（3）A和B形成的化合物乙为B₄A₄，在一定条件下可以电离出两种离子，其中一种为10e^-的离子，则A为H元素，乙为N₄H₄；
由（5）D和E形成的化合物丁中所有原子均满足8电子稳定结构，S原子最外层需要2个电子，Cl原子最外层需要1个电子，则D为S₂Cl₂．
（1）由上述分析可知，E为Cl元素，处于周期表中第三周期ⅦA族，故答案为：第三周期ⅦA族；
（2）由上述分析可知，甲的化学式为：N₄S₄，故答案为：N₄S₄；
（3）乙为N₄H₄，在一定条件下可以电离出两种离子，其中一种为10e^-的离子，应为NH₄⁺，另外的阴离子为N₃^-，故电离方程式为：N₄H₄=NH₄⁺+N₃^-，
故答案为：N₄H₄=NH₄⁺+N₃^-；
（4）化合物Na₂S溶液在空气中长期放置会变质生成Na₂S₂，反应中S元素化合价升高，只能是氧元素化合价降低，应有NaOH生成，反应方程式为：4Na₂S+O₂+2H₂O=4NaOH+2Na₂S₂，
故答案为：4Na₂S+O₂+2H₂O=4NaOH+2Na₂S₂；
（5）D和E形成的化合物丁中所有原子均满足8电子稳定结构，S原子最外层需要2个电子，Cl原子最外层需要1个电子，则D为S₂Cl₂，分子中S原子之间形成1对共用电子对，S原子与Cl之间形成1对共用电子对，电子式为：；
该物质遇水剧烈反应，产生有刺激性气味的混合气体X和Y，同时还有固体单质产生，固体单体为S，X能使品红溶液褪色的气体，Y在标准状态下的密度为1.63g/L，Mr（Y）=1.63×22.4=36.5，则X为SO₂、Y为HCl，该混合气体相对于H₂的密度为21，混合气体平均相对分子质量为42，由十字交叉法可知，SO₂、HCl的物质的量之比为（42-36.5）：（64-42）=1：4，反应方程式为：2S₂Cl₂+2H₂O=SO₂↑+4HCl+3S↓；
干燥的二氧化硫不与氨气反应，但干燥的氯化氢与氨气反应生成白烟，故实验方案正确，
故答案为：；2S₂Cl₂+2H₂O=SO₂↑+4HCl+3S↓；干燥的二氧化硫不与氨气反应，但干燥的氯化氢与氨气反应生成白烟．

点评 本题考查元素化合物推断，注意充分利用问题中的信息进行分析解答，涉及物质均不是中学常见物质，题目问题的设计也没有承前启后性，增大题目难度，侧重考查学生综合运用知识的能力，难度较大．