Question

有A、B、C、D、E五種主族元素，A原子中質(zhì)子和中子數(shù)相等，A元素在其最高價氧化物中含量為40%，在其氫化物中含量為94.1%，B是同周期中除稀有元素外原子半徑最大的元素，C和D的原子序數(shù)分別比E和A的原子序數(shù)大1，C和D能形成CD₃的化合物，B和D的離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，18g C和足量的稀H₂SO₄反應(yīng)生成的H₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4L，C原子中有14個中子．試回答下列問題：
（1）B的名稱

 

． E離子的結(jié)構(gòu)示意圖

 

．
（2）用電子式表示ED₂的形成過程

 

．
（3）A、C、D離子半徑由小到大的順序為

 

（用離子符號表示）．
（4）C和E與B的最高價氧化物的水化物構(gòu)成原電池，負極的電極方程式

 

．
（5）某溫度下，在0.20L的0.002mol?L^-1 ESO₄溶液中加入等體積的0.10mol?L^-1的氨水溶液，試通過計算，溶液中有無E（OH）₂沉淀．（該溫度下ksp[E（OH）₂]=2×10^-11，電離常數(shù)Kb（NH₃?H₂O）=2×10^-5）（列出簡單的計算過程）

Answer 1

考點：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：令A(yù)元素最高正化合價為a，則最低負化合價為（a-8），A的相對分子質(zhì)量為b，
A元素最高價氧化物中A原子與O原子數(shù)目之比為2：a，由A元素在其最高價氧化物中的含量是40%，則2b：16a=40%：（1-40%），元素A的氫化物化學(xué)式為H_（8-a）A，結(jié)合A元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)可得：

b

8-a+b

=94.1%，聯(lián)立方程，解得b=32，A原子核中質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)相等，相對原子質(zhì)量-質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)，所以質(zhì)子數(shù)為16，則A為S；
C和D的原子序數(shù)分別比E和A的原子序數(shù)大1，故D為Cl；又C和D能形成CD₃的化合物，故C縣+3價，18g C和足量的稀H₂SO₄反應(yīng)生成的H₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4L，根據(jù)得失電子守恒，

18g

Mc

×3=

22.4L

22.4L/mol

×2，解得Mc=27g/mol，又C原子中有14個中子，所以C的質(zhì)子數(shù)為13，為Al；C和D的原子序數(shù)分別比E和A的原子序數(shù)大1，故E為Mg；
（1）根據(jù)以上分析B的名稱為鉀，E離子的結(jié)構(gòu)示意圖為；
（2）根據(jù)以上分析ED₂為MgCl₂，根據(jù)形成過程方法書寫；
（3）根據(jù)電子層數(shù)越大半徑越大，電子層數(shù)相同時，核電荷數(shù)越大，半徑越小來判斷；
（4）C和E與B的最高價氧化物的水化物構(gòu)成原電池即鎂鋁氫氧化鉀原電池，在堿性溶液中鋁比鎂活潑，所以鋁為負極，根據(jù)鋁與堿的反應(yīng)書寫；
（5）設(shè)銨根的濃度為x  K=

C(NH 4 +)C(OH -)

C(NH 3?H 2O)

=

x 2

0.05-x

=2×10^-5解得x=10^-3   
Q=（10^-3）²×

0.002

2

=10^-9＞Ksp
所以溶液中有Mg（OH）₂沉淀

解答： 解：令A(yù)元素最高正化合價為a，則最低負化合價為（a-8），A的相對分子質(zhì)量為b，
A元素最高價氧化物中A原子與O原子數(shù)目之比為2：a，由A元素在其最高價氧化物中的含量是40%，則2b：16a=40%：（1-40%），元素A的氫化物化學(xué)式為H_（8-a）A，結(jié)合A元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)可得：

b

8-a+b

=94.1%，聯(lián)立方程，解得b=32，A原子核中質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)相等，相對原子質(zhì)量-質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)，所以質(zhì)子數(shù)為16，則A為S；
C和D的原子序數(shù)分別比E和A的原子序數(shù)大1，故D為Cl；又C和D能形成CD₃的化合物，故C縣+3價，18g C和足量的稀H₂SO₄反應(yīng)生成的H₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4L，根據(jù)得失電子守恒，

18g

Mc

×3=

22.4L

22.4L/mol

×2，解得Mc=27g/mol，又C原子中有14個中子，所以C的質(zhì)子數(shù)為13，為Al；C和D的原子序數(shù)分別比E和A的原子序數(shù)大1，故E為Mg；
（1）根據(jù)以上分析B的名稱為鉀，E離子的結(jié)構(gòu)示意圖為故答案為：鉀； ；
（2）根據(jù)以上分析ED₂為MgCl₂，其形成過程
故答案為：；
（3）根據(jù)電子層數(shù)越大半徑越大，電子層數(shù)相同時，核電荷數(shù)越大，半徑越小，則A、C、D離子半徑由小到大的順序為S^2-＞Cl^-＞Al³⁺故答案：S^2-＞Cl^-＞Al³⁺
（4）C和E與B的最高價氧化物的水化物構(gòu)成原電池即鎂鋁氫氧化鉀原電池，在堿性溶液中鋁比鎂活潑，所以鋁為負極，其反應(yīng)為：Al-4OH^-+3e^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al-4OH^-+3e^-=AlO₂^-+2H₂O
（5）設(shè)銨根的濃度為x  K=

C(NH 4 +)C(OH -)

C(NH 3?H 2O)

=

x 2

0.05-x

=2×10^-5解得x=10^-3   
Q=（10^-3）²×

0.002

2

=10^-9＞Ksp
所以溶液中有Mg（OH）₂沉淀，故答案為：溶液中有Mg（OH）₂沉淀．

點評：本題考查元素推斷、形成過程、半徑比較、電化學(xué)原理、溶解平衡的有關(guān)計算，難度不大，注意掌握化學(xué)式中元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算，推斷元素是解題的關(guān)鍵．