Question

18．随原子序数的递增，八种短周期元素（用字母表示）原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图1所示．根据判断出的元素回答下列问题：
（1）f 在元素周期表的位置是第三周期ⅢA族．
（2）比较y、g、h最高价氧化物对应水化物的酸性强弱是：HClO₄＞H₂SO₄＞H₂CO₃．（用化学式表示）
（3）由表中两种元素的原子按1：1组成的化合物A和B，A中既含离子键又含非极性共价键，其电子式为；B是常见的液态化合物，其稀溶液易被催化分解，可使用的催化剂为AB．（填序号）
A．MnO₂ B．FeCl₃ C．Na₂SO₃ D．KMnO₄
（4）由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应：（如图2所示）
①X溶液与Y溶液反应的离子方程式为Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺
②常温下，为使0.1mol/L M 溶液中由M电离的阴、阳离子浓度相等，应向溶液中加入一定量的Y溶液至中性
（5）上述元素可组成盐R：zx₄f（gd₄）₂，向盛有10mL 1mol•L^-1 R溶液的烧杯中滴加1mol•L^-1NaOH溶液，沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化如图3所示：
①写出m点反应的离子方程式NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O．
②若R溶液中改加20mL 1.2mol•L^-1Ba（OH）₂溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为0.022mol．

Answer 1

分析 从图中的化合价、原子半径的大小及原子序数，可知x是H元素，y是C元素，z是N元素，d是O元素，e是Na元素，f是Al元素，g是S元素，h是Cl元素．
（1）f是Al元素，在元素周期表的位置是第三周期ⅢA族；
（2）非金属性越强，最高价氧化物水化物的酸性越强；
（3）由表中两种元素的原子按1：1组成的化合物A和B，A中既含离子键又含非极性共价键，则A为Na₂O₂，B是常见的液态化合物，其稀溶液易被催化分解，则B为H₂O₂，能使双氧水解的催化剂为MnO₂、FeCl₃；
（4）①N得到f（Al）单质，则N为Al₂O₃，Z为Al（OH）₃，M为仅含非金属元素的盐，应为铵盐，M为NH₄Cl，则反应X+Y应是氨气和氯化铝在水溶液中的反应；
②M溶液中铵根离子水解呈酸性，要使0.1mol/L M 溶液中由M电离的阴、阳离子浓度相等，根据溶液的电中性可知c（H⁺）=c（OH^-），所以应向溶液中加入一定量的Y溶液至溶液呈中性；
（5）①m点过程中加入氢氧化钠，沉淀物质的量不变，是NH₄⁺与OH^-反应生成NH₃•H₂O；
②根据n=cV计算n（Al³⁺ ）、n（NH₄⁺）、n（SO₄^2-）、n（Ba²⁺）、n（OH^-），根据SO₄^2-、Ba²⁺中不足量的离子的物质的量计算生成BaSO₄的物质的量，依次发生：Al³⁺+OH^-=Al（OH）₃↓、NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，根据方程式计算生成Al（OH）₃的物质的量，进而二者计算生成固体总物质的量．

解答 解：从图中的化合价、原子半径的大小及原子序数，可知x是H元素，y是C元素，z是N元素，d是O元素，e是Na元素，f是Al元素，g是S元素，h是Cl元素．
（1）f是Al元素，在元素周期表的位置是第三周期ⅢA族，故答案为：第三周期ⅢA族；
（2）非金属性越强，最高价氧化物水化物的酸性越强，故酸性：HClO₄＞H₂SO₄＞H₂CO₃，
故答案为：HClO₄＞H₂SO₄＞H₂CO₃；
（3）由表中两种元素的原子按1：1组成的化合物A和B，A中既含离子键又含非极性共价键，则A为Na₂O₂，其电子式为，B是常见的液态化合物，其稀溶液易被催化分解，则B为H₂O₂，能使双氧水解的催化剂为MnO₂、FeCl₃，过氧化氢可以氧化亚硫酸钠，酸性高锰酸钾溶液含有氧化过氧化氢，
故答案为：；AB；
（4）①N得到f（Al）单质，则N为Al₂O₃，Z为Al（OH）₃，M为仅含非金属元素的盐，应为铵盐，M为NH₄Cl，则反应X+Y应是氨气和氯化铝在水溶液中的反应，反应的离子方程式为：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
②M溶液中铵根离子水解呈酸性，要使0.1mol/L M 溶液中由M电离的阴、阳离子浓度相等，根据溶液的电中性可知c（H⁺）=c（OH^-），所以应向溶液中加入一定量的Y溶液至溶液呈中性，
故答案为：中性；
（5）①m点过程中加入氢氧化钠，沉淀物质的量不变，是NH₄⁺与OH^-反应生成NH₃•H₂O，离子方程式为：NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，
故答案为：NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O；
②10mL 1mol•L^-1 NH₄Al（SO₄）₂溶液中Al³⁺ 物质的量为0.01mol，NH₄⁺的物质的量为0.01mol，SO₄^2-的物质的量为0.02mol，20mL 1.2 mol•L^-1Ba（OH）₂溶液中Ba²⁺物质的量为0.024mol，OH^-为0.048mol，
由SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，可知SO₄^2-不足，故可以得到0.02mol BaSO₄，
     Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓
0.01mol 0.03mol 0.01mol
反应剩余OH^-为0.048mol-0.03mol=0.018mol，
     NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O
0.01mol 0.01mol
反应剩余OH^-为0.018mol-0.01mol=0.008mol，
   Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O
0.008mol 0.008mol
故得到Al（OH）₃沉淀为0.01mol-0.008mol=0.002mol
则最终得到固体为0.02mol+0.002mol=0.022mol，
故答案为：0.022．

点评 本题考查结构位置性质关系、元素周期律、化学图象及化学计算，（5）中关键是明确发生的反应，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础，难度中等．