Question

安全气囊是行车安全的重要设施．当车辆发生碰撞的瞬间，安全装置通电点火使其中的粉末分解释放出大量的氮气形成气囊，从而保护司机及乘客．为研究安全气囊工作的化学原理，取安全装置中的粉末进行研究．经实验分析，确定该粉末是一种混合物且只含Na、Fe、N、O四种元素．
（1）氧元素在元素周期表中的位置是    ，Na原子结构示意图为    ，其中三种主族元素的离子半径从大到小的顺序是    （用离子符号表示）
（2）水溶性实验表明，安全气囊中固体粉末部分溶解．不溶物为一种红棕色固体，可溶于盐酸．已知该不溶物能发生铝热反应，写出反应的化学方程式    ．
（3）氮的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应生成一种盐，该盐晶体中含有的化学键类型是    ，其水溶液显    性（填“酸”、“碱”或“中”），原因是     （用离子方程式表示）．

Answer 1

【答案】分析：（1）主族元素周期数=电子层数、主族族序数=最外层电子数；
Na元素原子核外有11个电子，有3个电子层，由里到外各层电子数依次为2、8、1；
电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小；
（2）不溶物为一种红棕色固体，可溶于盐酸，该不溶物能发生铝热反应，则红棕色不溶物为氧化铁，氧化铁与铝发生铝热反应生成氧化铝与铁；
（3）氮的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应生成一种盐，该盐为NH₄NO₃，含有离子键、共价键；
其水溶液中铵根离子水解，破坏水的电离平衡，溶液呈酸性．
解答：解：（1）氧原子有2个电子层，最外层电子数为6，处于周期表中第二周期第ⅥA族；
Na元素原子核外有11个电子，有3个电子层，由里到外各层电子数依次为2、8、1，原子结构示意图为；
N^3-、O^2-、Na⁺电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径N^3-＞O^2-＞Na⁺，
故答案为：第二周期第ⅥA族；；N^3-＞O^2-＞Na⁺；
（2）不溶物为一种红棕色固体，可溶于盐酸，该不溶物能发生铝热反应，则红棕色不溶物为氧化铁，氧化铁与铝发生铝热反应生成氧化铝与铁，反应方程式为：2Al+Fe₂O₃Al₂O₃+2Fe，
故答案为：2Al+Fe₂O₃Al₂O₃+2Fe；
（3）氮的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应生成一种盐，该盐为NH₄NO₃，含有离子键、共价键；
其水溶液中铵根离子水解NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，破坏水的电离平衡，溶液呈酸性，
故答案为：离子键、共价键；酸；NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺．
点评：本题考查原子结构与性质关系、离子半径半径、铝热反应、盐类水解、化学键等，难度不大，旨在考查学生对基础知识的理解掌握．