Question

19．A、B、C、D、E、M六种元素均位于周期表的前四周期，它们的原子序数依次增大；M的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素；A是周期表中原子半径最小的元素；B元素的最高价氧化物对应水化物与其氢化物反应生成一种盐X；D与A同主族；E元素的最外层电子数是其次外层电子数的3/4倍；A、B、D、E这四种元素，每一种与C元素都能形成元素的原子个数比不相同的若干种化合物．请完成下列问题：
（1）写出M⁺的核外电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，D与C形成原子个数比为1：1的化合物的电子式是；
（2）B原子的电子排布图是，其原子核外有7个运动状态不同的电子，能量最高的电子为2p轨道上的电子，其轨道呈哑铃形．
（3）E的最高价态与A、B、C形成酸式盐Y的化学式是NH₄HSO₄，该盐在水溶液中的离子浓度由大到小的顺序是c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）．
（4）常温时，B元素的最高价氧化物对应水化物Z的溶液与盐X的溶液的pH均为a，这两种溶液中由水电离出来的H⁺浓度分别用c（H⁺）₁、c（H⁺）₂表示，则c（H⁺）₁：c（H⁺）₂=10^2a-14．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、M六种元素均位于周期表的前四周期，它们的原子序数依次增大，M的原子序数为29，则M为Cu；其余的均为短周期主族元素，A是周期表中原子半径最小的元素，则A为H元素；B元素的最高价氧化物对应水化物与其氢化物反应生成一种盐X，则B为N元素、X为NH₄NO₃；D与A同主族，D的原子序数大于氮元素，故D为Na；E处于第三周期，E元素的最外层电子数是其次外层电子数的$\frac{3}{4}$倍，最外层电子数为6，故E为S元素；由原子序数可知，C为O、F中的一种，而A、B、D、E这四种元素，每一种与C元素都能形成元素的原子个数比不相同的若干种化合物，则C为O元素，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、M六种元素均位于周期表的前四周期，它们的原子序数依次增大，M的原子序数为29，则M为Cu；其余的均为短周期主族元素，A是周期表中原子半径最小的元素，则A为H元素；B元素的最高价氧化物对应水化物与其氢化物反应生成一种盐X，则B为N元素、X为NH₄NO₃；D与A同主族，D的原子序数大于氮元素，故D为Na；E处于第三周期，E元素的最外层电子数是其次外层电子数的$\frac{3}{4}$倍，最外层电子数为6，故E为S元素；由原子序数可知，C为O、F中的一种，而A、B、D、E这四种元素，每一种与C元素都能形成元素的原子个数比不相同的若干种化合物，则C为O元素．
（1）Cu⁺的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，D与C形成原子个数比为1：1的化合物为Na₂O₂，电子式是，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；；
（2）B为N元素，原子的电子排布图是，其原子核外有7个运动状态不同的电子，能量最高的电子为2p轨道上的电子，其轨道呈哑铃形，
故答案为；7；2p；哑铃；
（3）S元素的最高价态与H、N、O形成酸式盐Y的化学式是NH₄HSO₄，溶液中完全电离得到H⁺、SO₄^2-、NH₄⁺，溶液呈酸性，而NH₄⁺水解，溶液中H⁺浓度大于SO₄^2-的，NH₄⁺浓度小于SO₄^2-的，故水溶液中的离子浓度由大到小的顺序是：c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-），
故答案为：NH₄HSO₄；c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）；
（4）常温时，B元素的最高价氧化物对应水化物Z为HNO₃，pH=a的硝酸溶液中水电离的氢离子等于溶液中氢氧根离子，故c（H⁺）₁=10^-14+amol/L，盐NH₄NO₃的溶液的pH=a，铵根离子水解溶液呈酸性，溶液中氢离子源于水的电离，则c（H⁺）₂=10^-amol/L，则c（H⁺）₁：c（H⁺）₂=10^-14+amol/L：10^-amol/L=10^2a-14，
故答案为：10^2a-14．

点评 本题比较综合，涉及元素推断、核外电子排布、核外电子运动、电子式、离子浓度大小比较、盐类水解等，推断元素是解题关键，需要学生具备扎实的基础，难度中等．