Question

5．已知X、Y、Z、W、N是短周期元素中的五种元素，它们的原子序数依次增大．X元素的原子形成的离子就是一个质子，Z、W在元素周期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色气体，Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，工业上常用电解W与N的化合物来制备N单质．
（1）请写出Z在元素周期表中的位置第二周期第ⅤA族．化合物甲由元素X与Z组成，1 mol甲含18 mol电子，请写出甲的电子式：．
（2）元素N的一种常见的可溶性盐溶液呈碱性，其原因是（用离子方程式表示）：AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-；
（3）由X、Y、Z、W四种元素中的三种组成的一种强酸，该强酸的稀溶液能与铜反应，其离子方程式为3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（4）已知离子化合物乙由X、Y、Z、W四种元素组成，乙既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应，1 mol乙能与过量NaOH浓溶液反应，最多可生成22.4 L气体（标准状况）．写出加热条件下乙与过量NaOH溶液反应的离子方程式NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+CO₃^2-+2H₂O．
（5）乙溶液中所有离子的浓度等式表达式为c（NH₄⁺）+c（H⁺）=2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、N是短周期中五种元素，它们的原子序数依次增大，X元素原子形成的离子就是一个质子，则X是H元素；Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，最外层电子不能超过8，只能有2个电子层，最外层电子数为4，则Y是C元素；Z、W在元素周期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色气体，且Z的原子序数小于W，所以Z是N元素，W是O元素；工业上常用电解W与N的化合物来制备N单质，则N为Al，据此解答．

解答 解：X、Y、Z、W、N是短周期中五种元素，它们的原子序数依次增大，X元素原子形成的离子就是一个质子，则X是H元素；Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，最外层电子不能超过8，只能有2个电子层，最外层电子数为4，则Y是C元素；Z、W在元素周期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色气体，且Z的原子序数小于W，所以Z是N元素，W是O元素；工业上常用电解W与N的化合物来制备N单质，则N为Al．
（1）Z为N元素，处于周期表中第二周期第ⅤA族，X与Z组成18 mol电子结构物质为N₂H₄，电子式为，
故答案为：第二周期第ⅤA族；；
（2）铝可溶性盐溶液呈碱性是偏铝酸钠溶液，离子方程式：AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-，
故答案为：AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-；
（3）强酸的稀溶液能与铜反应为硝酸，该酸为稀硝酸，反应的离子方程式：3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案为：3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（4）离子化合物乙由X、Y、Z、W四种元素组成，乙既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应可以是碳酸铵或碳酸氢铵，1 mol乙能与过量NaOH浓溶液反应，最多可生成22.4 L气体（标准状况），氨气物质的为1mol，说明含一个铵离子，则乙为碳酸氢铵，乙与过量NaOH溶液反应的离子方程式：NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+CO₃^2-+2H₂O，
故答案为：NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+CO₃^2-+2H₂O；
（5）碳酸氢铵溶液中所有离子的浓度等式关系，符合溶液的电荷守恒，即c（NH₄⁺）+c（H⁺）=2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-），
故答案为：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）．

点评 本题考查位置结构与性质关系的应用，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生灵活应用基础知识的能力，难度中等．