Question

20．A、B、C、D、E为物种短周期元素，A、B、C是原子序数递增的同周期元素，且最外层电子数之和为15，A与C可形成常见的AC₂分子，D元素的某种原子中无中子，E是地壳中含量最高的金属元素．请回答下列问题：
（1）AC₂分子的电子式为．
（2）比较BD₃与D₂C的稳定性：H₂O比NH₃稳定（填化学式）．
（3）五种元素的原子半径由大到小的顺序是Al＞C＞N＞O＞H（填元素符号）．
（4）E的单质与NaOH溶液反应生成的盐的涪液与少量AC₂反应的离子方程式为2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-．
（5）化合物EB溶于强碱生成氨气，写出EB与NaOH溶液反应的化学方程式AlN+NaOH+H₂O=NH₃↑+NaAlO₂．
（6）工业生产的EB产品往往含有碳和氧化铝杂质，现取10g样品置于反应器中，通入2.016L（标准状况下）O₂，在高温下充分反应后，所得气体的密度是相同状况下氢气的15倍（EB不与O₂反应），该样品中含杂质碳的质量分数为19.2%．

Answer 1

分析 D元素的某种原子中无中子，则D为H元素；E是地壳中含量最高的金属元素，则E为Al元素；A与C可形成常见的AC₂分子，若C为-1价，则A为+2价，C的最外层含有7个电子、A最外层含有2个电子，则B最外层含有电子数为：15-7-2=6，不满足A、B、C是原子序数递增的同周期元素；当C为-2价时，A为+4价，则C最外层含有6个电子、A最外层含有4个电子，C最外层含有6个电子，B最外层电子数为：15-4-6=5，则同一周期中A、B、C是原子序数递增，符合条件，所以A为C、B为N、C为O元素，据此进行解答．

解答 解：D元素的某种原子中无中子，则D为H元素；E是地壳中含量最高的金属元素，则E为Al元素；A与C可形成常见的AC₂分子，若C为-1价，则A为+2价，C的最外层含有7个电子、A最外层含有2个电子，则B最外层含有电子数为：15-7-2=6，不满足A、B、C是原子序数递增的同周期元素；当C为-2价时，A为+4价，则C最外层含有6个电子、A最外层含有4个电子，C最外层含有6个电子，B最外层电子数为：15-4-6=5，则同一周期中A、B、C是原子序数递增，符合条件，所以A为C、B为N、C为O元素，
（1）AC₂为CO₂，二氧化碳为共价化合物，其分子中含有2个碳氧双键，则二氧化碳的电子式为：，
故答案为：；
（2）BD₃为NH₃，D₂C为H₂O，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，非金属性O＞N，则稳定性：H₂O＞NH₃，
故答案为：H₂O；NH₃；
（3）原子的电子层越多，原子半径越大，电子层相同时，核电荷数越大，原子半径越小，则五种元素的原子半径由大到小的顺序是：Al＞C＞N＞O＞H，
故答案为：Al＞C＞N＞O＞H；
（4）E的单质为Al，Al与NaOH溶液反应生成的盐为偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液与少量AC₂反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，反应的离子方程式为：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，
故答案为：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-；
（5）化合物EB为AlN，AlN溶于强碱生成氨气，铝元素应该转化成偏铝酸钠，则AlN与NaOH溶液反应的化学方程式为：AlN+NaOH+H₂O=NH₃↑+NaAlO₂，
故答案为：AlN+NaOH+H₂O=NH₃↑+NaAlO₂；
（6）气体产物的平均摩尔质量=2g/mol×15=30g/mol＜44g/mol，说明氧气不足，生成气体是CO和CO₂混合气体，设CO与CO₂的物质的量分别为x、y，氧气的物质的量为：$\frac{2.016L}{22.4L/mol}$=0.09mol，则①$\frac{28x+44y}{x+y}$=30，根据氧元素守恒可得：②x+2y=0.09mol×2，联立①②可得：x=0.14mol、y=0.02mol，
根据碳元素质量可知样品中含有碳的质量为：（0.02mol+0.02mol×7）×12g/mol=1.92g，含有碳的质量分数为：$\frac{1.92g}{10g}$×100%=19.2%，
故答案为：19.2%．

点评 本题考查了位置、结构与性质关系的综合应用，题目难度中等，推断各元素为解答关键，注意掌握原子结构与元素周期律、元素周期表的关系，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析能力及化学计算能力．