Question

16．某一种常见金属X，它既能与盐酸反应，生成X³⁺和H₂，又能与烧碱溶液反应生成[X（OH）₄]^-和H₂O，其氢氧化物具有“两性”，但不与氨水反应；而 Zn（OH）₂与氨水反应生成[Zn（NH₃）₄]²⁺．试回答下列问题：
（1）X处在元素周期表的第三周期，第ⅢA族．
（2）X的氧化物也具“两性”，写出其溶于烧碱溶液的离子方程式Al₂O₃+2OH^-+3H₂O=2[Al（OH）₄]^-．
（3）分离X³⁺与Zn²⁺的最佳方法是，加入过量的氨水（写名称）．
（4）用阳离子膜法电解Na[X（OH）₄]的水溶液得白色沉淀、二种气体等，其离子方程式是4[Al（OH）₄]^-+2 H₂O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ 4Al（OH）₃↓+O₂↑+2H₂↑+4OH^-．
（5）与O同周期的第VA族元素Z形成的最常见氢化物也可表示为ZH₃，但与XH₃最大的区别是：氢元素前者+1，后者-1．Z还可形成多种氢化物及其微粒，如：Z₂H₄、Z₂H₅⁺、ZH₄⁺、ZH₂^-等等，
①写出Z₂H₄的电子式，六个原子处在同一平面吗？否（是？否？）．
②若某一物质组成为Z₄H₄，则它的一种离子化合物的化学式为NH₄N₃．
③ZH₄⁺在细菌存在下，氧化成硝酸的离子方程式是NH₄⁺+2 O₂$\frac{\underline{\;细菌\;}}{\;}$NO₃^-+2H⁺+H₂O．

Answer 1

分析 常见金属X，它既能与盐酸反应，生成X³⁺和H₂，又能与烧碱溶液反应生成[X（OH）₄]^-和H₂O，其氢氧化物具有两性，但不与氨水反应，该金属应该为Al，
（1）主族元素周期数=电子层数、主族族序数=最外层电子数；
（2）氧化铝属于两性氧化物，与氢氧化钠反溶液应生成NaAl（OH）₄；
（3）氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌可以溶于氨水；
（4）用阳离子膜电解Na[X（OH）₄]的水溶液得白色沉淀、两种气体：沉淀应为Al（OH）₃，气体应该为：H₂和O₂；
（5）与O同周期的第VA族元素Z应该为N，常见氢化物为NH₃，NH₃属于共价化合物、AlH₃属于离子化合物，H元素化合价化合价不同；
①Z₂H₄为N₂H₄ ，分子中N原子与H原子之间形成对共用电子对，N原子之间形成1对共用电子对，两个N都是sp³杂化，周围的空间构型都是三角锥，整个分子就是两个三角锥连起来的，六个原子不处在同一平面；
②N₄H₄的一种离子化合物应为铵盐；
③NH₄⁺在细菌存在下，被氧气氧化为硝酸，配平书写离子方程式．

解答 解：常见金属X，它既能与盐酸反应，生成X³⁺和H₂，又能与烧碱溶液反应生成[X（OH）₄]^-和H₂O，其氢氧化物具有两性，但不与氨水反应，该金属应该为Al，
（1）Al原子核外有3，个电子层、最外层电子数为3，处于周期表中第三周期ⅢA族，
故答案为：三、ⅢA；
（2）氧化铝属于两性氧化物，具有两性，与氢氧化钠反溶液应生成NaAl（OH）₄，反应离子方程式为：Al₂O₃+2OH^-+3H₂O=2[Al（OH）₄]^-，
故答案为：两；Al₂O₃+2OH^-+3H₂O=2[Al（OH）₄]^-；
（3）氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌可以溶于氨水，分离Al³⁺与Zn²⁺的最佳方法是，加入过量的氨水，
故答案为：氨水；
（4）用阳离子膜电解Na[X（OH）₄]的水溶液得白色沉淀、两种气体：沉淀应为Al（OH）₃，气体应该为：H₂和O₂，反应离子方程式为：4[Al（OH）₄]^-+2 H₂O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ 4Al（OH）₃↓+O₂↑+2H₂↑+4OH^-，
故答案为：4[Al（OH）₄]^-+2 H₂O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ 4Al（OH）₃↓+O₂↑+2H₂↑+4OH^-；
（5）与O同周期的第VA族元素Z应该为N，常见氢化物为NH₃，NH₃为共价化合物，氢元素显+1价；AlH₃为离子化合物，氢元素显-1价，故答案为：+1；-1；
①Z₂H₄为N₂H₄ ，分子中N原子与H原子之间形成对共用电子对，N原子之间形成1对共用电子对，电子式为：，两个N都是sp³杂化，周围的空间构型都是三角锥，整个分子就是两个三角锥连起来的，六个原子不处在同一平面，
故答案为：；否；
②N₄H₄的一种离子化合物应为铵盐，化学式为NH₄N₃，
故答案为：NH₄N₃；
③NH₄⁺在细菌存在下，被氧气氧化为硝酸，离子方程式为：NH₄⁺+2 O₂$\frac{\underline{\;细菌\;}}{\;}$NO₃^-+2H⁺+H₂O，
故答案为：NH₄⁺+2 O₂$\frac{\underline{\;细菌\;}}{\;}$NO₃^-+2H⁺+H₂O．

点评 本题考查属于信息给予题目，涉及Al、Zn、氮及其化合物的性质，较好的对学生获取信息、知识的迁移运用，难度中等．