Question

7．短周期元素N、Na、Al形成的物质在工农业生产、生活中应用广泛．
（1）Al在元素周期表中的位置为第三周期IIIA族；其原子半径比Na小（填“大”或“小”）．
（2）Al单质在空气中不易腐蚀，原因是其表面形成了一种致密的且熔点高的化合物．该化合物的晶体类型为离子晶体；该化合物遇酸碱易被腐蚀，请写出它与NaOH溶液反应的离子方程式Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．
（3）NH₃的电子式为；NH₃在同族元素形成的氢化物中具有较高的沸点，其原因是NH₃分子间有氢键．
（4）标准状况下22.4L NH₃与0.5L1mol/L 氮元素的最高价氧化物的水化物反应，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
（5）NF₃是一种新型电子材料，常温下为稳定气体，它在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，其反应的产物有：HF、NO和某种物质．请写出反应的化学方程式3NF₃+5H₂O=9HF+2NO+HNO₃．

Answer 1

分析 （1）Al的原子序数为13，含有两个电子层、最外层含有3个电子，据此判断在周期表中的位置；同一周期中原子序数越大、原子半径越小；
（2）该氧化物为氧化铝，氧化铝晶体为离子晶体；氧化铝为两性氧化物，能够与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水；
（3）氨气为共价化合物，其分子中含有3个氮氢键，据此写出其电子式；氨气分子中存在氢键，导致其沸点较高；
（4）标况下22.4L氨气的物质的量为1mol，氮元素的最高价氧化物的水化物为硝酸，0.5L 1mol/L的硝酸溶液中含有硝酸的物质的量为：1mol/L×0.5L=0.5mol；1mol氨气与0.5mol硝酸反应，反应后得到等物质的量的NH₃•H₂O和NH₄NO₃的混合溶液，溶液显碱性，结合电荷守恒判断离子浓度大小顺序；
（5）根据化合价变化判断，F元素化合价不变，N元素变成NO化合价降低，则另一种物质中的元素化合价只能升高，结合元素组成可知另一种物质为硝酸，据此写出反应的化学方程式．

解答 解：（1）铝的核电荷数为13，位于周期表中第三周期IIIA族；铝的原子序数大于Na，二者处于同一周期，则Al的原子半径小于钠，
故答案为：第三周期IIIA族；小；
（2）Al单质在空气中不易腐蚀，原因是其表面形成了一种致密的且熔点高的化合物氧化铝，氧化铝属于离子晶体；氧化铝具有两性，能够与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，
故答案为：离子晶体；Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（3）氨气属于共价化合物，其电子式为：；氨气中N的电负性较强，容易形成氢键，大大增强了分子间作用力，所以其沸点较高，
故答案为：； NH₃分子间有氢键；
（4）标况下22.4L氨气的物质的量为：$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，
氮元素的最高价氧化物的水化物为硝酸，0.5L 1mol/L的硝酸溶液中含有硝酸的物质的量为：1mol/L×0.5L=0.5mol
1mol氨气与0.5mol硝酸反应生成0.5mol硝酸铵，还剩余0.5mol一水合氨，
即：反应后得到等物质的量的NH₃•H₂O和NH₄NO₃的混合溶液，一水合氨的电离程度大于铵根离子的水解程度，则溶液显碱性：c（OH^-）＞c（H⁺），结合电荷守恒可得：c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-），所以溶液中离子浓度大小顺序为：c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（5）NF₃是一种新型电子材料，常温下为稳定气体，它在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，其反应的产物有：HF、NO和某种物质，NF₃→NO，化合价降低1价，而F元素化合价不变，NF₃中N元素的化合价为+3价，根据质量守恒定律可知另一种物质中含有化合价大于+3的N元素，还应该含有H元素，故另一种物质为硝酸，反应的化学方程式为：3NF₃+5H₂O=9HF+2NO+HNO₃，
故答案为：3NF₃+5H₂O=9HF+2NO+HNO₃．

点评 本题考查较综合，涉及离子浓度大小比较、物质的量浓度的计算、常见化学用语的书写等知识，题目难度中等，注意掌握原子结构与元素周期律的关系，明确离子浓度大小比较的方法．