Question

4．A、B、C、D、E、F是分属三个短周期的主族元素，且原子序数依次增大．A、D同主族，B的氢化物水溶液呈碱性，C、E同主族，形成的化合物EC₂是形成酸雨的主要物质之一．请化学用语回答下列问题：
（1）F在元素周期表中的位置为第三周期第ⅦA族．
（2）常温下，液态的B₂A₄与气态的BC₂两者发生反应生成无毒物质，16g B₂A₄发生反应放热akJ，该反应的热化学方程式为2N₂H₄（l）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-4akJ/mol．
（3）D₂E溶液在空气中长期放置发生反应，生成物之一为H．H与过氧化钠的结构和化学性质相似，其溶液显黄色．H的电子式为，写出在空气中长期放置生成H的化学反应方程式为：4Na₂S+O₂+2H₂O=4NaOH+2Na₂S₂．H的溶液与稀硫酸反应产生的现象为溶液由黄色变为无色，产生浅黄色沉淀和气体产生．
（4）化学家发现一种化学式为A₄B₄的离子化合物，一定条件下1mol A₄B₄熔融电离生成两种离子各1mol，则该物质熔融时的电离方程式为NH₄N₃$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$NH₄⁺+N₃^-．
（5）向30mL某浓度由A、B、C、D中三种元素形成一元强碱溶液通入CO₂气体后得溶液M，因CO₂通入量的不同，溶液M的组成也不同．若向M中逐滴加入0.1mol/L盐酸，产生的气体V（CO₂）与加入盐酸的体积V[HCl（aq）]的关系有如图所示两种情况（不计CO₂的溶解）．
则曲线Y表明M中的溶质为NaHCO₃和Na₂CO₃；原NaOH溶液的物质的量浓度为0.25mol/L；由曲线X、Y可知，两次实验通入的CO₂的体积比为3：10．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F是分属三个短周期的主族元素，原子序数依次增大，则A为H元素；A、D同主族，结合D的原子序数大于B、C可知D为Na元素；B的氢化物水溶液呈碱性，该氢化物为氢气，则B为N元素；C、E同主族，形成的化合物EC₂是形成酸雨的主要物质之一，EC₂为SO₂，则C为O、E为S元素；F的原子序数大于S，且为短周期元素，则F为Cl元素，据此进行解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F是分属三个短周期的主族元素，原子序数依次增大，则A为H元素；A、D同主族，结合D的原子序数大于B、C可知D为Na元素；B的氢化物水溶液呈碱性，该氢化物为氢气，则B为N元素；C、E同主族，形成的化合物EC₂是形成酸雨的主要物质之一，EC₂为SO₂，则C为O、E为S元素；F的原子序数大于S，且为短周期元素，则F为Cl元素，
（1）F为Cl元素，原子序数为17，位于周期表中第三周期第ⅦA族，
故答案为：第三周期第ⅦA族；
（2）常温下，液态的B₂A₄（N₂H₄）与气态的BC₂（NO₂）与发生反应生成无毒物质，该产物为氮气，2molN₂H₄（64g）完全燃烧放出热量为：akJ×$\frac{64g}{16g}$=4akJ，该反应的热化学方程式为：2N₂H₄（l）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-4akJ/mol，
故答案为：2N₂H₄（l）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-4akJ/mol；
（3）D₂E为Na₂S，Na₂S在空气中长期放置发生反应，生成物之一为H，H与过氧化钠的结构和化学性质相似，其溶液显黄色，H的化学式为Na₂S₂，Na₂S₂为离子化合物，其电子式为：；Na₂S在空气中长期放置生成Na₂S₂的化学反应方程式为：4Na₂S+O₂+2H₂O=4NaOH+2Na₂S₂；类比过氧化钠的性质可知，Na₂S₂的溶液与稀硫酸反应生成硫酸钠、S单质，则溶液由黄色变为无色，产生浅黄色沉淀和气体产生，
故答案为：；4Na₂S+O₂+2H₂O=4NaOH+2Na₂S₂；溶液由黄色变为无色，产生浅黄色沉淀和气体产生；
（4）A₄B₄为H₄N₄，一定条件下1mol H₄N₄熔融电离生成两种离子各1mol，生成的离子为NH₄⁺、N₃^-，则该离子化合物为NH₄N₃，其电离方程式为：NH₄N₃$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$NH₄⁺+N₃^-，
故答案为：NH₄N₃$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$NH₄⁺+N₃^-；
（5）由A、B、C、D中三种元素形成一元强碱为NaOH，曲线X、Y，开始没有气体，加入一定体积盐酸后生成气体，生成气体的反应为：HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，再结合反应OH^-+H⁺=H₂O、H⁺+CO₃^2-=HCO₃^-可知，若X中只有Na₂CO₃，开始发生CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，前后两过程消耗HCl的体积相等，而实际开始阶段消耗盐酸体积大于产生二氧化碳消耗的盐酸体积，故X曲线表明M中的溶质为NaOH、Na₂CO₃，Y曲线中，前后消耗盐酸的体积之比为1：3，则曲线Y表明M中溶质为Na₂CO₃、NaHCO₃，且二者物质的量之比为1：2，根据钠元素守恒可知，当加入75mL盐酸时，溶液中的溶质为氯化钠，所以原溶液中的氢氧化钠的物质的量 为0.1mol/L×0.075L=0.0075mol，所以氢氧化钠的物质的量浓度为：$\frac{0.0075mol}{0.03L}$=0.25mol/L，曲线X生成二氧化碳消耗盐酸体积为（75-60）mL=15mL，曲线Y生成二氧化碳消耗盐酸体积为（75-25）mL=50mL，由HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑可知，则两次实验通入的CO₂的体积之比=15mL：50mL=3：10，
故答案为：NaHCO₃和Na₂CO₃；0.25mol/L；3：10．

点评 本题考查原子结构与元素周期律的应用，题目难度中等，推断元素为解答关键，注意掌握原子结构与元素周期律的关系，（5）为易错点，注意根据图象曲线变化分析M的组成，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析能力及综合应用能力．