Question

2．X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素，原子序数依次增大．X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0；Q与X同主族；Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素．
请回答下列问题：
（1）五种元素原子半径由大到小的顺序是（写元素符号）Na＞Al＞C＞O＞H．
（2）X与Y能形成多种化合物，其中既含极性键又含非极性键，且相对分子质量最小的物质（写分子式）C₂H₂．
（3）由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系：A$?_{D}^{C}$B （在水溶液中进行）其中，C是溶于水显酸性的气体；D是淡黄色固体．写出C的结构式：O=C=O；D的电子式：．
①如果A、B均由三种元素组成，B为两性不溶物，则A的化学式为NaAlO₂；由A转化为B的离子方程式为2AlO₂^-+3H₂O+CO₂═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-．
②如果A由三种元素组成，B由四种元素组成，A、B溶液均显碱性．用离子方程式表示A溶液显碱性的原因：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-．A、B浓度均为0.1mol/L的混合溶液中，离子浓度由大到小的顺序是c （Na⁺）＞c （HCO₃^-）＞c （CO₃^2-）＞c （OH^-）＞c （H⁺）；常温下，在该溶液中滴加稀盐酸至中性时，溶质的主要成分有NaCl、NaHCO₃、H₂CO₃．

Answer 1

分析 X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素，原子序数依次增大．Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素，则Z为氧元素、R为Al元素．X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0，且Q与X同主族，则X、Q处于ⅠA族，Y处于ⅣA族，故X为氢元素，Q为Na元素，Y为碳元素，据此解答．
（1）同周期自左而右原子半径减小，电子层越多原子半径越大；
（2）H与C形成多种化合物，属于烃类物质，其中既含极性键又含非极性键，且相对分子质量最小是乙炔；
（3）由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系：A$?_{D}^{C}$B（在水溶液中进行），其中，C是溶于水显酸性的气体，D是淡黄色固体，则C为CO₂，D为Na₂O₂；
①如果A、B均由三种元素组成，B为两性不溶物，结合转化关系可知，A为偏铝酸钠、B为氢氧化铝，偏铝酸根与二氧化碳、水反应生成氢氧化铝与碳酸根；
②如果A由三种元素组成，B由四种元素组成，A、B溶液均显碱性，结合转化关系可知，A为碳酸钠、B为碳酸氢钠，溶液中碳酸根水解，破坏水的电离平衡，溶液呈碱性；
碳酸钠、碳酸氢钠均为0.1mol•L^-1的混合溶液中，钠离子浓度最大，碳酸根、碳酸氢根水解，溶液呈碱性，碳酸根的水解程度大于碳酸氢根；
常温下，在该溶液中滴加稀盐酸至中性时，氢离子与碳酸根转化生成碳酸氢根，全部转化碳酸氢根溶液，仍为碱性，故部分碳酸氢根转化为碳酸．

解答 解：X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素，原子序数依次增大．Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素，则Z为氧元素、R为Al元素．X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0，且Q与X同主族，则X、Q处于ⅠA族，Y处于ⅣA族，故X为氢元素，Q为Na元素，Y为碳元素．
（1）同周期自左而右原子半径减小，电子层越多原子半径越大，故原子半径Na＞Al＞C＞O＞H，
故答案为：Na＞Al＞C＞O＞H；
（2）H与C形成多种化合物，属于烃类物质，其中既含极性键又含非极性键，且相对分子质量最小是C₂H₂，故答案为：C₂H₂；
（3）由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系：A$?_{D}^{C}$B（在水溶液中进行），其中，C是溶于水显酸性的气体，D是淡黄色固体，则C为CO₂，D为Na₂O₂，则：CO₂的结构式为O=C=O，Na₂O₂的电子式为，
故答案为：O=C=O；；
①如果A、B均由三种元素组成，B为两性不溶物，结合转化关系可知，A为偏铝酸钠、B为氢氧化铝，偏铝酸根与二氧化碳、水反应生成氢氧化铝与碳酸根，反应离子方程式为：2AlO₂^-+3H₂O+CO₂═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，
故答案为：NaAlO₂；2AlO₂^-+3H₂O+CO₂═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-；
②如果A由三种元素组成，B由四种元素组成，A、B溶液均显碱性，结合转化关系可知，A为碳酸钠、B为碳酸氢钠，溶液中碳酸根水解CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，破坏水的电离平衡，溶液呈碱性；
碳酸钠、碳酸氢钠均为0.1mol•L^-1的混合溶液中，钠离子浓度最大，碳酸根、碳酸氢根水解，溶液呈碱性，碳酸根的水解程度大于碳酸氢根，故离子浓度由大到小的顺序是c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
常温下，在该溶液中滴加稀盐酸至中性时，氢离子与碳酸根转化生成碳酸氢根，全部转化碳酸氢根溶液，仍为碱性，故部分碳酸氢根转化为碳酸，溶质的主要成分有NaCl、NaHCO₃、H₂CO₃，
故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；c （Na⁺）＞c （HCO₃^-）＞c （CO₃^2-）＞c （OH^-）＞c （H⁺）；NaCl、NaHCO₃、H₂CO₃．

点评 本题考查结构性质位置关系、常用化学用语、无机推断、盐类水解等，难度中等，（3）②中滴加盐酸判断溶质，是本题的难点、易错点，学生溶液考查生成氯化钠，忽略滴加过程．