Question

短周期元素A-F的原子序数依次增大，部分元素的信息如下：

元素编号	信息
B	与元素A、D共同组成的化合物的种类最多
D	最外层电子数是次外层电子数的三倍
E	同周期元素中形成的简单离子半径最小
F	最高价氧化物对应的水化物的酸性最强

根据以上信息，回答下列问题（用元素符号书写）：
（1）某容器中发生一个化学反应，反应过程中存在A₂D、FD^-、BC^-，ABD₃^-、C₂、F^-等六种粒子，测得FD^-和C₂的物质的量随时间变 化的曲线如图所示．请写出该反应的离子方程式

 

 （2）W与D是相邻的同主族元素．在下表中列出H₂WO₃的不同化学性质，举例并写出 相应的化学方程式

编号	性质	化学方程式
示例	氧化性	H2WO3+3H3PO3=3H3PO4+H2W↑
①
②

（3）由A?F中的某些元素组成的常见物质甲、乙、丙、丁、戊可发生以下反应：

①写出甲的溶液与乙的溶液反应的离子方程式

 

；
②鉴定丁中阳离子的操作是

 

；
③如果丁中含有元素F，丁的溶液中离子浓度由大到小的排列顺序是

 

．

Answer 1

分析：短周期元素A-F的原子序数依次增大，D最外层电子数是次外层电子数的三倍，D原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则D为氧元素；B与元素A、D共同组成的化合物的种类最多，应是有机物，故A为氢元素、B为碳元素；结合原子序数可知C为氮元素；E是同周期元素中形成的简单离子半径最小，则E只能处于第三周期，故E为Al；F最高价氧化物对应的水化物的酸性最强，则F为Cl，
（1）某容器中发生一个化学反应，反应过程中存在H₂O、ClO^-、CN^-，HCO₃^-、N₂、Cl^-等六种粒子，由图可知，随反应进行，ClO^-物质的量减小，N₂的物质的量增大，说明ClO^-是反应物，N₂是产物，根据电子转移守恒可知，CN^-是反应物、Cl^-是产物，结合元素守恒可知，HCO₃^-是生成物，H₂O是反应物，配平书写离子方程式；
（2）W与D是相邻的同主族元素，则W为S元素，H₂SO₃的具有氧化性、还原性、酸性、不稳定性等，据此写出相应的化学方程式；
（6）丁是仅含非金属的盐，所以一定是铵盐，E为Al元素，所以推断戊是氧化铝，故丙是氢氧化铝，分析产物结合反应：甲+乙+H₂O→Al（OH）₃+NH₄⁺ 可知，该反应为铝盐和一水合氨的反应，③中如果丁中含有元素F（Cl元素），则丁为氯化铵，溶液中NH₄⁺离子水解，破坏水的电离平衡，水溶液显酸性，据此判断离子浓度．

解答：解：短周期元素A-F的原子序数依次增大，D最外层电子数是次外层电子数的三倍，D原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则D为氧元素；B与元素A、D共同组成的化合物的种类最多，应是有机物，故A为氢元素、B为碳元素；结合原子序数可知C为氮元素；E是同周期元素中形成的简单离子半径最小，则E只能处于第三周期，故E为Al；F最高价氧化物对应的水化物的酸性最强，则F为Cl，
（1）反应过程中存在H₂O、ClO^-、CN^-，HCO₃^-、N₂、Cl^-等六种粒子，由图可知，随反应进行，ClO^-物质的量减小，N₂的物质的量增大，说明ClO^-是反应物，N₂是产物，根据电子转移守恒可知，CN^-是反应物、Cl^-是产物，结合元素守恒可知，HCO₃^-是生成物，H₂O是反应物，反应离子方程式为：5ClO^-+2CN^-+H₂O=2HCO₃^-+N₂↑+5Cl^-，
故答案为：5ClO^-+2CN^-+H₂O=2HCO₃^-+N₂↑+5Cl^-；
（2）W与D（氧元素）是相邻的同主族元素，则W为S元素，H₂SO₃的具有氧化性、还原性、酸性、不稳定性等，可以被强氧化剂氧化，如H₂SO₃+Br₂+2H₂O=H₂SO₃+2HBr，与NaOH发生中和反应H₂SO₃+2NaOH=Na₂SO₃+2H₂O，
故答案为：

编号	性质	化学方程式
示例		H2WO3+3H3PO3═3H3PO4+H2W↑
1	还原性	H2SO3+Br2+2H2O=H2SO3+2HBr
2	酸性	H2SO3+2NaOH=Na2SO3+2H2O

（6）丁是仅含非金属的盐，所以一定是铵盐，E为Al元素，所以推断戊是氧化铝，故丙是氢氧化铝，分析产物结合反应：甲+乙+H₂O→Al（OH）₃+NH₄⁺ 可知，该反应为铝盐和一水合氨的反应，③中如果丁中含有元素F（Cl元素），
①甲的溶液与乙的溶液反应的离子方程式为：Al³⁺+3NH₃+3H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
故答案为：Al³⁺+3NH₃+3H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
②丁中阳离子为NH₄⁺，鉴定NH₄⁺的操作是：取少量丁样品放入试管，加入氢氧化钠溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明有铵根离子，
故答案为：取少量丁样品放入试管，加入氢氧化钠溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明有铵根离子；
③如果丁中含有元素F（Cl元素），则丁为氯化铵，溶液中NH₄⁺离子水解，破坏水的电离平衡，水溶液显酸性，且水解程度不大，故溶液中离子浓度c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．

点评：本题考查无机物的推断、结构性质位置关系应用、常用化学用语、盐类水解、元素化合物性质、实验方案设计等，元素及物质的推断是解答本题的关键，注重对高考常考考点的考查，对学生能力要求较高，题目难度中等．