Question

5．X、Y、Z是三种短周期元素，X和Z的质子数之和与Y的质子数相等，Z的电子层数是X的电子层数的2倍．A、B、C、D、E、F是中学化学中的常见物质，它们由上述三种元素中的一种、两种或三种组成，其中A是能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，D、E是两种酸，F是一种单质，反应③④均在微生物作用下进行，其转化关系如图所示：
回答下列问题：
（1）A的电子式为．
（2）A和E反应生成G，C与G中都含有共价键（或极性共价键）（填化学键的类型）．
（3）反应③中如果转移的电子为3mol，则被氧化的A为0.5mol．
（4）科学家发明了使ZX₃直接用于燃料电池的方法，其装置用铂作电极，加入碱性电解质溶液，往一极通入空气，另一电极通入ZX₃并使之转化为无污染的气体，试写出负极的电极反应式：2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O．
（5）由Z、X两元素形成的含10个电子的阳离子可和XSO₄^-形成一种盐A，若往A的溶液中缓缓滴入稀NaOH溶液至溶液恰好呈中性，则溶液中所含离子浓度由大到小的顺序为：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）=c（OH^-）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F是中学化学中的常见物质，它们由上述三种元素中的一种、两种或三种组成，其中A是能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则A是NH₃，氨气能连续和F单质反应，氨气能连续被氧化，则F是O₂，
X、Y、Z是三种短周期元素，X和Z的质子数之和与Y的质子数相等，Z的电子层数是X的电子层数的2倍，则X是H元素、Z是N元素、Y是O元素，
D、E是两种酸，F是一种单质，反应③④均在微生物作用下进行，D为HNO₂，E为HNO₃，氨气被氧气氧化生成NO，则B是NO，NO被氧气氧化生成NO₂，则C是NO₂，再结合题目分析解答，
（1）通过以上分析知，A是氨气为共价化合物；
（2）A是氨气、E是硝酸，二者反应生成G，G为NH₄NO₃，C是NO₂；
（3）氨气和氧气再微生物作用下生成亚硝酸，依据化学方程式电离关系计算；
（4）氨气碱性燃料电池中，负极上氨气失电子发生氧化反应生成氮气和水，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，依据电荷守恒、原子守恒写出；
（5）Z、X两元素形成的含10个电子的阳离子是NH₄⁺，可和HSO₄^-形成一种盐A，A为NH₄HSO₄，若往A的溶液中缓缓滴入稀NaOH溶液至溶液恰好呈中性，溶液中的溶质是Na₂SO₄、NH₃．H₂O、（NH₄）₂SO₄，溶液呈中性，则c（H⁺）=c（OH^-），依据电荷守恒和物料守恒比较判断．

解答 解：A、B、C、D、E、F是中学化学中的常见物质，它们由上述三种元素中的一种、两种或三种组成，其中A是能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则A是NH₃，氨气能连续和F单质反应，氨气能连续被氧化，则F是O₂，
X、Y、Z是三种短周期元素，X和Z的质子数之和与Y的质子数相等，Z的电子层数是X的电子层数的2倍，则X是H元素、Z是N元素、Y是O元素，
D、E是两种酸，F是一种单质，反应③④均在微生物作用下进行，D为HNO₂，E为HNO₃，氨气被氧气氧化生成NO，则B是NO，NO被氧气氧化生成NO₂，则C是NO₂，
（1）通过以上分析知，A是氨气，氨气中N原子和每个H原子之间都存在一个共价键，其电子式为，
故答案为：；
（2）A是氨气、E是硝酸，二者反应生成G，G为NH₄NO₃，C是NO₂，C和G都含有极性共价键，
故答案为：共价键（或极性共价键）；
（3）氨气和氧气再微生物作用下生成亚硝酸，反应的化学方程式为：2NH₃+3O₂$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2HNO₂+2H₂O，该反应中转移电子的物质的量=3mol×4=12mol，反应③中如果转移的电子为3mol，则被氧化的A的物质的量=$\frac{3mol}{12mol}$=0.5mol，
故答案为：0.5；
（4）氨气碱性燃料电池中，负极上氨气失电子发生氧化反应生成氮气和水，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，所以负极电极反应式为2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O，正极电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O；
（5）Z、X两元素形成的含10个电子的阳离子是NH₄⁺，可和HSO₄^-形成一种盐A，A为NH₄HSO₄，若往A的溶液中缓缓滴入稀NaOH溶液至溶液恰好呈中性，溶液中的溶质是Na₂SO₄、NH₃．H₂O、（NH₄）₂SO₄，溶液呈中性，则c（H⁺）=c（OH^-），根据电荷守恒得c（Na⁺）+c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-），如果硫酸氢铵和NaOH以1：1反应，则溶液呈酸性，要使溶液呈中性，则氢氧化钠应该稍微过量，所以根据物料守恒得c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺），则溶液中所含离子浓度由大到小的顺序为：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）=c（OH^-），
故答案为：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）=c（OH^-）．

点评 本题考查了无机物推断，涉及物质推断、离子浓度大小比较、原电池原理、氧化还原反应等知识点，根据物质的性质结合反应条件推断物质，再结合物质的性质、原电池原理、氧化还原反应实质等知识点来分析解答即可，难点是（5）中离子浓度大小比较，题目难度中等．