Question

12．已知A、B、C、D、E、F、G、H八種元素位于元素周期表前四個(gè)周期．A、B、C是三種非金屬元素，A與B的原子的核外電子數(shù)之和與C原子的核外電子數(shù)相等且A、B、C能形成離子化合物．B與H位于同一主族，D的單質(zhì)是中學(xué)化學(xué)常見的兩性金屬，E的單質(zhì)是日常生活中用途最廣泛的金屬且其價(jià)電子數(shù)是G的兩倍，F(xiàn)原子的最外電子層的p電子數(shù)是s電子數(shù)的兩倍，D、H、F位于同一周期且原子序數(shù)依次增大，A、C、E、G、H的基態(tài)原子中未成對(duì)電子數(shù)均與其周期序數(shù)相同．請(qǐng)用化學(xué)用語回答以下問題：
（1）A、B、C形成的此化合物中存在的化學(xué)鍵的類型有離子鍵、共價(jià)鍵．E單質(zhì)在常溫下遇到A、B、C形成的另一化合物的濃溶液發(fā)生鈍化現(xiàn)象，過量的E單質(zhì)在此化合物的稀溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe^2-+2NO↑+4H₂O，E的基態(tài)電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，E³⁺與E²⁺的穩(wěn)定性大小為Fe³⁺＞Fe²⁺．
（2）B、C、D、H四種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹＞O＞P＞Al，電負(fù)性由小到大的順序?yàn)锳l＜P＜N＜O．
（3）A、C、G可形成一種相對(duì)分子質(zhì)量為46的一元羧酸分子，其分子中存在的σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為3：1；F、G對(duì)應(yīng)的氫化物中鍵能大小為F-H鍵＞G-H鍵．
（4）由A、C、F可形成兩種酸類化合物，用離了方程式說明它們的酸性強(qiáng)弱2H⁺+SO₃^2-=SO₂↑+H₂O或H⁺+HSO₃^-=SO₂↑+H₂O．由A、C、F與鈉四種元素按原子個(gè)數(shù)比為l：3：1：1組成一種化合物，其水溶液顯酸性，則該溶液中各種離子的濃度由大到小的順序?yàn)閏（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G、H八種元素位于元素周期表前四個(gè)周期，A、C、E、G、H的基態(tài)原子中未成對(duì)電子數(shù)均與其周期序數(shù)相同，符合條件的外圍電子排布應(yīng)為1s¹、2s²2p²、2s²2p⁴、3s²3p³，3d⁶4s²，符合條件的元素有H、C、O、P、Fe．D的單質(zhì)是中學(xué)化學(xué)常見的兩性金屬，D應(yīng)為Al元素；D、H、F位于同一周期，即位于第三周期，可推知H為P元素；F原子的最外電子層的p電子數(shù)是s電子數(shù)的兩倍，最外層電子排布為3s²3p⁴，故F為S元素；A、B、C是三種非金屬元素，且A、B、C能形成離子化合物，說明該化合物為銨鹽，B與H位于同一主族，則B為N元素，而A與B的原子的核外電子數(shù)之和與C原子的核外電子數(shù)相等，則A為H元素，C為O元素；E的單質(zhì)是日常生活中用途最廣泛的金屬且其價(jià)電子數(shù)是G的兩倍，則E為Fe元素，則E的價(jià)電子為8，則G的價(jià)電子數(shù)為4，可推知G為碳元素，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G、H八種元素位于元素周期表前四個(gè)周期，A、C、E、G、H的基態(tài)原子中未成對(duì)電子數(shù)均與其周期序數(shù)相同，符合條件的外圍電子排布應(yīng)為1s¹、2s²2p²、2s²2p⁴、3s²3p³，3d⁶4s²，符合條件的元素有H、C、O、P、Fe．D的單質(zhì)是中學(xué)化學(xué)常見的兩性金屬，D應(yīng)為Al元素；D、H、F位于同一周期，即位于第三周期，可推知H為P元素；F原子的最外電子層的p電子數(shù)是s電子數(shù)的兩倍，最外層電子排布為3s²3p⁴，故F為S元素；A、B、C是三種非金屬元素，且A、B、C能形成離子化合物，說明該化合物為銨鹽，B與H位于同一主族，則B為N元素，而A與B的原子的核外電子數(shù)之和與C原子的核外電子數(shù)相等，則A為H元素，C為O元素；E的單質(zhì)是日常生活中用途最廣泛的金屬且其價(jià)電子數(shù)是G的兩倍，則E為Fe元素，則E的價(jià)電子為8，則G的價(jià)電子數(shù)為4，可推知G為碳元素，所以A為H，B為N，C為O，D為Al，E為Fe，F(xiàn)為S，G為C，H為P．
（1）A、B、C形成的化合物為NH₄NO₃，屬于離子化合物，含有離子鍵和共價(jià)鍵；Fe在常溫下遇到A、B、C形成的另一化合物的濃溶液發(fā)生鈍化現(xiàn)象，則該化合物為硝酸，過量的Fe和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵和NO，反應(yīng)的離子方程式為：3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe^2-+2NO↑+4H₂O；Fe的基態(tài)原子的電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；Fe³⁺的電子排布式為[Ar]3d⁵，F(xiàn)e²⁺的電子排布式為[Ar]3d⁶，F(xiàn)e³⁺的價(jià)層電子為半充滿狀態(tài)，能量較低，故Fe³⁺較穩(wěn)定，
故答案為：離子鍵、共價(jià)鍵；3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe^2-+2NO↑+4H₂O；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；Fe³⁺＞Fe²⁺；
（2）同主族元素從上到下，元素的第一電離能逐漸減小，同周期元素從左到右，元素的第一電離能逐漸增大，由于N的2p軌道為半充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，所以N的第一電離能大于O，而O元素非金屬性遠(yuǎn)強(qiáng)于P，故O元素第一電離能高于P，則第一電離能：N＞O＞P＞Al，同主族元素從上到下，元素的電負(fù)性逐漸減小，同周期元素從左到右，元素的電負(fù)性逐漸增大，則電負(fù)性：Al＜P＜N＜O，
故答案為：N＞O＞P＞Al；Al＜P＜N＜O；
（3）H、O、C可形成一種相對(duì)分子質(zhì)量為46的一元羧酸分子，該羧酸為HCOOH，分子中含有4個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，二者比值為4：1，由于S元素的非金屬性大于C，形成的氫化物較穩(wěn)定，所以S-H鍵鍵能較大，
故答案為：4：1；＞；
（4）Al分別和鹽酸、NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑，2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，相同物質(zhì)的量的鹽酸和NaOH溶液分別與Al反應(yīng)時(shí)，NaOH生成氫氣多，為鹽酸的3倍，Al^3-和AlO₂^-能發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)生成Al（OH）₃，反應(yīng)的離子方程式為Al^3-+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
故答案為：3：1；Al^3-+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓；
（5）由H、O、S可形成兩種酸類化合物分別為H₂SO₃、H₂SO₄，H₂SO₄酸性強(qiáng)于H₂SO₃，將亞硫酸鈉溶液加入硫酸或亞硫酸氫鈉溶液加入硫酸中分別發(fā)生：2H⁺+SO₃^2-=SO₂↑+H₂O或H⁺+HSO₃^-=SO₂↑+H₂O，可證明H₂SO₄酸性強(qiáng)于H₂SO₃，由H、O、S與鈉四種元素按原子個(gè)數(shù)比為l：3：1：1組成一種化合物為NaHSO₃，其水溶液呈酸性，說明HSO₃^-電離程度大于水解程度，則溶液中存在c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），
故答案為：2H⁺+SO₃^2-=SO₂↑+H₂O或H⁺+HSO₃^-=SO₂↑+H₂O；c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系綜合應(yīng)用，題目比較綜合，正確推斷元素的種類為解答該題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，題目難度較大．