Question

16．随原子序数的递增，八种短周期元素（用字母表示）原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图1所示．

根据判断出的元素回答问题：
（1）f在元素周期表的位置是第三周期ⅢA族．
（2）上述元素形成的简单阴、阳离子中，离子半径最大的是（用化学式表示，下同）S^2-；在e、f、g、h四种元素的最高价氧化物对应的水化物中的酸性最强的是HClO₄．
（3）d、e能形成原子个数比为1：1的化合物，该化合物的电子式为，0.10mol该化合物与足量水反应时转移的电子数为6.02×10²²．
（4）气体分子（yz）₂的电子式为，（yz）₂称为拟卤素，性质与卤素类似，其与氢氧化钠溶液反应的化学方程式是2NaOH+（CN）₂=NaCN+NaCNO+H₂O．
（5）上述元素可组成盐R：zx₄f（gd₄）₂，向盛有10mL1mol/L R溶液的烧杯中滴加1mol/LNaOH溶液，沉淀物质的量随NaOH溶液体积变化示意图如图2：
①在m段发生反应的离子方程式为NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O．
②若在10mLlmol/L R溶液中改加20mLl.2mol/L Ba（OH）₂溶液，充分反应后，溶液中产生的沉淀的物质的量为0.022mol．

Answer 1

分析 从图中的化合价、原子半径的大小及原子序数，可知x是H元素，y是C元素，z是N元素，d是O元素，e是Na元素，f是Al元素，g是S元素，h是Cl元素．
（1）f是Al元素，在元素周期表的位置是第三周期ⅢA族；
（2）离子核外电子层数越多，离子半径越大，电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小；非金属性越强，最高价氧化物水化物的酸性越强；
（3）d、e能形成原子个数比为1：1的化合物，为过氧化钠，可与水反应生成氢氧化钠和氧气，结合化合价的变化计算；
（4）气体分子（yz）₂为（CN）₂，性质与氯气相似；
（5）①R是NH₄Al（SO₄）₂，m点过程中加入氢氧化钠，沉淀物质的量不变，是NH₄⁺与OH^-反应生成NH₃•H₂O；
②根据n=cV计算n（Al³⁺ ）、n（NH₄⁺）、n（SO₄^2-）、n（Ba²⁺）、n（OH^-），根据SO₄^2-、Ba²⁺中不足量的离子的物质的量计算生成BaSO₄的物质的量，依次发生：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，根据方程式计算生成Al（OH）₃的物质的量，进而二者计算生成固体总物质的量．

解答 解：从图中的化合价、原子半径的大小及原子序数，可知x是H元素，y是C元素，z是N元素，d是O元素，e是Na元素，f是Al元素，g是S元素，h是Cl元素．
（1）f是Al元素，在元素周期表的位置是第三周期ⅢA族，故答案为：第三周期ⅢA族；
（2）离子核外电子层数越多，离子半径越大，电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径最大的为S^2-；非金属性越强，最高价氧化物水化物的酸性越强，酸性最强的为HClO₄，
故答案为：S^2-；HClO₄；
（3）由表中两种元素的原子按1：1组成的化合物既含离子键又含非极性共价键，则为Na₂O₂，其电子式为，过氧化钠中O元素化合价为-1价，反应中分别变为-2价、0价，自身发生氧化还原反应，0.10mol该化合物与足量水反应时转移的电子数为6.02×10²²，
故答案为：；6.02×10²²；
（4）气体分子（yz）₂为（CN）₂，电子式为，根据氯气和氢氧化钠溶液反应知，（CN）₂和NaOH反应生成NaCN、NaCNO、H₂O，反应方程式为2NaOH+（CN）₂=NaCN+NaCNO+H₂O，
故答案为：；2NaOH+（CN）₂=NaCN+NaCNO+H₂O；
（5）①R是NH₄Al（SO₄）₂，m点过程中加入氢氧化钠，沉淀物质的量不变，是NH₄⁺与OH^-反应生成NH₃•H₂O，离子方程式为NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，
故答案为：NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O；
②10mL 1mol•L^-1 NH₄Al（SO₄）₂溶液中Al³⁺ 物质的量为0.01mol，NH₄⁺的物质的量为0.01mol，SO₄^2-的物质的量为0.02mol，20mL 1.2 mol•L^-1Ba（OH）₂溶液中Ba²⁺物质的量为0.024mol，OH^-为0.048mol，
由SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，可知SO₄^2-不足，故可以得到0.02mol BaSO₄，
    Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓
0.01mol 0.03mol 0.01mol
反应剩余OH^-为0.048mol-0.03mol=0.018mol，
    NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O
0.01mol 0.01mol
反应剩余OH^-为0.018mol-0.01mol=0.008mol，
  Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O
0.008mol 0.008mol
故得到Al（OH）₃沉淀为0.01mol-0.008mol=0.002mol
则最终得到固体为0.02mol+0.002mol=0.022mol，
故答案为：0.022mol．

点评 本题考查位置、结构与性质的关系，题目难度中等，涉及原子结构和元素周期律、反应热的计算、离子方程式书写和氧化还原反转移电子数的计算和表示方法，为高考常见题型，侧重于学生计算能力、分析比较能力的培养．