A、B、C、D是常見不同主族的短周期元素,它們的原子序數(shù)逐漸增大,其中只有一種是金屬元素。A是所有元素中原子半徑最小的,C元素原子最外層電子數(shù)是D元素原子最外層電子數(shù)的一半,D元素最外層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍,B元素原子的最外層電子數(shù)比D的少2個。E是與D同主族的短周期元素且原子半徑小于D。請回答下列問題:
(1)五種元素中的三種組成的易溶于水的物質(zhì)中,能促進水電離的物質(zhì)M是 (寫化學(xué)式,寫一個即可,下同),能抑制水電離的物質(zhì)N是 。25℃時,pH=a的M溶液中水電離出的H+濃度與pH=a的N溶液中水電離出的H+濃度之比為 。
(2)甲、乙、丙分別是B、C、D三種元素最高價含氧酸的鈉鹽,甲、乙都能與丙發(fā)生反應(yīng),且丙用量不同,反應(yīng)的產(chǎn)物不同;卮饐栴}:
①向丙溶液中緩慢滴加過量的乙溶液過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:
。
②向甲溶液中緩慢滴加等物質(zhì)的量的丙溶液后,所得溶液中離子濃度由大到小的順序為 。
(1)Al2(SO4)3 H2SO4或H2SO3或H2CO3(其它合理答案也可)1014—2a(每空1分)
(2)① 4H+ + AlO2- = Al3+ + 2H2O (1分)
Al3+ + 3 AlO2- +6H2O = 4Al(OH)3↓ (2分)
②c(Na+)>c(SO42-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>(CO??32-) (2分)
由A是所有元素中原子半徑最小的可以推出A為H元素;D元素最外層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍,可以推出D為VIA族元素,E與D同主族且原子半徑小于D,可以推出D為S元素,E為O元素; B元素原子的最外層電子數(shù)比D的少2個,C元素原子最外層電子數(shù)是D元素原子最外層電子數(shù)的一半,并且原子序數(shù)C大于B,可以推出B為C元素,C為Al元素。
問題(1)五種元素中的三種組成的易溶于水的物質(zhì)中,能促進水電離的物質(zhì)M應(yīng)該屬于能水解的鹽類比如Al2(SO4)3 ;易溶于水且能抑制水電離的物質(zhì)N應(yīng)該屬于酸類如H2SO4、H2SO3、H2CO3、CH3COOH等;25℃時,pH=a的M溶液中水電離出的H+濃度為10-amol/L,pH=a的N溶液中水電離出的H+濃度為10-14/10-a=10a-14mol/L,二者之比為1014—2a 。
問題(2)由甲、乙、丙分別是B、C、D三種元素最高價含氧酸的鈉鹽,甲、乙都能與丙發(fā)生反應(yīng),則可以推知甲為Na2CO3、乙為NaAlO2、丙為NaHSO4 。
①向NaHSO4溶液中緩慢滴加過量的NaAlO2溶液,由于開始時NaHSO4過量,所以先發(fā)生4H+ + AlO2- = Al3+ + 2H2O,當(dāng)將NaHSO4反應(yīng)完之后,再發(fā)生Al3+ + 3 AlO2- +6H2O = 4Al(OH)3↓。
②向Na2CO3溶液中緩慢滴加等物質(zhì)的量的NaHSO4溶液后,溶液中存在的物質(zhì)是NaHCO3和Na2SO4 。HCO3-水解使溶液顯堿性,HCO3-電離產(chǎn)生H+和CO32-,加上水電離產(chǎn)生的H+,使得c(H+) >c(CO32-),所以溶液中離子濃度由大到小的順序為c(Na+)>c(SO42-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)> c(CO32-)。
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