题目内容

4.阅读下列信息:
Ⅰ.表中①~⑥为短周期元素主要化合价及最简单氢化物沸点的数据:
元素性质元素编号
①②③④⑤⑥
氢化物沸点(℃)-33.410019.54-87.7-60.7-84.9
主要化合价+5
-3
-2-1+5
-3
+6
-2
+7
-1
A、B、C均为上表中的元素;
Ⅱ.A与B可形成化合物AB、AB2,二者可用于制备强酸甲;
Ⅲ.C与B可形成化合物CB2、CB3,二者可用于制备强酸乙.
请回答:
(1)该表中两种元素的氢化物所含电子数不同,这两种氢化物之间能发生反应,写出符合要求的化学方程式NH3+HCl=NH4Cl等(有多组符合,写出任意一个即可).
(2)元素②氢化物的沸点高于元素⑤氢化物的沸点,原因是水分子之间存在氢.
(3)甲、乙分别与氨反应生成丙、丁、戊三种盐.0.1mol/L的甲、乙、丙、丁、戊五种溶液,pH由小到大排列的顺序是(填写化学式)H2SO4、NH4HSO4、HNO3、(NH4)2SO4、NH4NO3.
(4)很稀的甲溶液与Zn反应,当反应的甲与Zn的物质的量之比为5:2时,还原产物可能为(填写化学式)NH4NO3、N2O.

分析 Ⅰ.表中①~⑥为短周期元素主要化合价及最简单氢化物沸点的数据,①④的主要化合价都是+5、-3,则二者都是ⅤA族元素,应该为N、P元素,氢化物为NH3、PH3,由于氨气分子之间存在氢键,则氨气的沸点较高,故①为N、②为P元素;③⑥都有-1价,处于第ⅦA族,⑥有+7价,且③的氢化物沸点较高,故③为F元素、⑥为Cl元素;②只有-2价,氢化物沸点为100℃,则②为O元素;⑤的主要化合价为-2、+6,则⑤为S元素;
A、B、C均为上表中的元素,
Ⅱ.A与B两元素可形成化合物AB、AB2,则为NO、NO2,二者均可用于制备强酸甲,则甲为硝酸、A为N元素;
Ⅲ.C与B可形成化合物CB2、CB3,二者可用于制备强酸乙,B与C两元素可形成化合物CB2、CB3分别为为SO2、SO3,二者均可用于制备强酸乙,则乙为硫酸、B为O元素、C为S元素,据此进行解答.

解答 解:Ⅰ.表中①~⑥为短周期元素主要化合价及最简单氢化物沸点的数据,①④的主要化合价都是+5、-3,则二者都是ⅤA族元素,应该为N、P元素,氢化物为NH3、PH3,由于氨气分子之间存在氢键,则氨气的沸点较高,故①为N、②为P元素;③⑥都有-1价,处于第ⅦA族,⑥有+7价,且③的氢化物沸点较高,故③为F元素、⑥为Cl元素;②只有-2价,氢化物沸点为100℃,则②为O元素;⑤的主要化合价为-2、+6,则⑤为S元素;
A、B、C均为上表中的元素,
Ⅱ.A与B两元素可形成化合物AB、AB2,则为NO、NO2,二者均可用于制备强酸甲,则甲为硝酸、A为N元素;
Ⅲ.C与B可形成化合物CB2、CB3,二者可用于制备强酸乙,B与C两元素可形成化合物CB2、CB3分别为为SO2、SO3,二者均可用于制备强酸乙,则乙为硫酸、B为O元素、C为S元素,
(1)表中所含电子数不同的氢化物之间的反应方程式有:NH3+HCl=NH4Cl或NH3+H2S=NH4HS或2NH3+H2S=(NH4)2S或N2H4+HF=N2H5F或N2H4+2HF=N2H6F2等,
故答案为:NH3+HCl=NH4Cl等;
(2)水分子之间存在氢键,硫化氢分子之间存在范德华力,氢键比较范德华力更强,故硫化氢沸点比水低,
故答案为:水分子之间存在氢;
(3)甲、乙分别与氨反应生成丙、丁、戊三种盐,三种盐为NH4HSO4、(NH4)2SO4、NH4NO3,五种溶液都呈酸性,酸性越强,溶液的pH越小,H2SO4、NH4HSO4、HNO3都呈强酸性,硫酸为二元酸,氢离子浓度为0.2mol/L,硝酸中氢离子浓度为0.1mol/L,硫酸氢铵溶液中氢离子来自硫酸氢根的电离和铵根离子的水解,其溶液中氢离子浓度大于0.1mol/L;
(NH4)2SO4、NH4NO3在溶液中铵根离子水解导致溶液呈酸性,硫酸铵铵根离子浓度较大,其溶液中氢离子浓度大于硝酸铵,
所以浓度相等时pH由小到大排列的顺序是:H2SO4、NH4HSO4、HNO3、(NH4)2SO4、NH4NO3,
故答案为:H2SO4、NH4HSO4、HNO3、(NH4)2SO4、NH4NO3;
(4)甲溶液为硝酸,很稀的硝酸溶液与Zn反应,当反应的硝酸与Zn的物质的量之比为5:2时,设锌为2mol,则硝酸为5mol,完全反应后生成2mol硝酸锌,转移了4mol电子,
①当剩余的1mol硝酸中N原子完全被还原时,还原产物中N的化合价变化为:$\frac{4mol}{1mol}$=4,硝酸中N的化合价为+5,则还原产物中N的化合价为5-4=+1,故还原产物为:N2O;
②当剩余的1mol硝酸中N原子只有一半被含有时,则还原产物中N的化合价变化为:$\frac{4mol}{0.5mol}$=8,硝酸中N的化合价为+5,则还原产物中N的化合价为5-8=-3,故还原产物为NH4NO3,
故答案为:NH4NO3;N2O.

点评 本题考查无机推断,题目难度较大,推断元素及各物质名称为解答关键,注意掌握原子结构与元素周期律之间的关系,(4)为易错点,注意正确讨论反应产物,试题培养了学生的分析、理解能力及逻辑推理能力.

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