Question

4．X、Y是短周期元素，且X的原子序数比Y大4．请填空：
I．若X是金属元素，Y是非金属元素，化合物XY是优质的耐高温材料．
（1）元素Y在元素周期表的位置为第二周期VIA族．
（2）粉末状X是制造烟花的重要原料之一，生产粉末状X时，将X蒸气在某种气体中冷却．下列可作为冷却气体的是D．A．空气     B．氮气     C．氩气     D．二氧化碳
II．若X是短周期最活泼的金属元素．
（3）Y₂H₄、O₂与XOH溶液组成的电池，其负极的电极反应式（已知：Y₂H₄可以和O₂反应生成Y₂和H₂O）为N₂H₄+4OH^-+4e^-=N₂+4H₂O．该电池中OH^-移向氟极．
（4）25℃时，往a mol•L^-1 YH₃的水溶液（甲）中滴加0.01mol•L^-1H₂SO₄溶液（乙），滴加过程中溶液的导电能力增强（填“增强”、“减弱”或“不变”），当甲与乙等体积混合后，溶液呈中性（设温度不变），甲中溶质的电离常数K_b=$\frac{2}{a-0.02}$×10^-9（填表达式，用含a的代数式表示）．

Answer 1

分析 X、Y是短周期元素，且X的原子序数比Y大4．
I．若X是金属元素，Y是非金属元素，化合物XY是优质的耐高温材料，则X为Mg、Y为O；
II．若X是短周期最活泼的金属元素，则X为Na，Y为N．
（3）N₂H₄、O₂与NaOH溶液组成的电池，负极发生氧化反应，N₂H₄在负极失去电子，生成氮气与水；原电池电解质溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；
（4）一水合氨与硫酸反应生成硫酸铵，溶液中离子浓度增大；等体积混合后溶液呈中性，则溶液中c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，硫酸根为0.005mol/L，根据电荷守恒计算c（NH₄⁺），再根据物料守恒（N元素守恒）计算溶液中c（NH₃．H₂O），代入K_b=$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）•c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$计算．

解答 解：X、Y是短周期元素，且X的原子序数比Y大4．
I．若X是金属元素，Y是非金属元素，化合物XY是优质的耐高温材料，则X为Mg、Y为O．
（1）元素Y为氧，在元素周期表的位置为：第二周期VIA族，故答案为：第二周期VIA族；
（2）氧气、二氧化碳、氮气都能与Mg蒸气反应，可以用氩气作为冷却气体，故答案为：D；
II．若X是短周期最活泼的金属元素，则X为Na，Y为N．
（3）N₂H₄、O₂与NaOH溶液组成的电池，负极发生氧化反应，N₂H₄在负极失去电子，生成氮气与水，负极电极反应式为：N₂H₄+4OH^-+4e^-=N₂+4H₂O；原电池中OH^-移向负极，
故答案为：N₂H₄+4OH^-+4e^-=N₂+4H₂O；负；
（4）一水合氨与硫酸反应生成硫酸铵，溶液中离子浓度增大，滴加过程中溶液的导电能力增强，
等体积混合后溶液呈中性，则溶液中c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，硫酸根为0.005mol/L，根据电荷守恒：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+2c（SO₄^2-），则c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）=0.01mol/L，根据物料守恒（N元素守恒）：c（NH₄⁺）+c（NH₃．H₂O）=0.5a mol/L，则c（NH₃．H₂O）=（0.5a-0.01）mol/L，故电离平衡常数K_b=$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）•c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=$\frac{0.01×1{0}^{-7}}{（0.5a-0.01）}$=$\frac{2}{a-0.02}$×10^-9，
故答案为：增强；$\frac{2}{a-0.02}$×10^-9．

点评 本题比较综合，涉及元素推断、原电池、电离平衡常数计算等，（4）中关键是利用电荷守恒与物料守恒计算离子浓度，是对基础知识与学生综合能力的考查．