Question

2．已知X、Y、Z、W是短周期中的四種元素，它們的原子序數(shù)依次增大．X和Y可形成常見化合物YX₄，一個YX₄分子中電子總數(shù)為10．Z單質(zhì)在通常狀況下為無色無味氣體．W原子的最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的3/4．試回答：
（1）X單質(zhì)和Z單質(zhì)在一定條件下可生成化合物E：
①E的電子式為，化學(xué)鍵類型為共價鍵；
②工業(yè)上制取E的化學(xué)方程式為（注明反應(yīng)條件）：N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2NH₃；
③干燥E時使用的干燥劑為堿石灰；
（2）由X、Z、W三種元素可以組成一種鹽，該鹽是常用速效化肥，但長期使用會增加土壤的酸性，其原因是（用離子方程式表示）NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；
（3）將9g Y單質(zhì)在足量W單質(zhì)中燃燒，所得氣體通入1L 1mol/L NaOH溶液中，完全反應(yīng)后，所得溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序為c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W是短周期中的四種元素，它們的原子序數(shù)依次增大．X和Y可形成常見化合物YX₄，一個YX₄分子中電子總數(shù)為10，則Y為C元素、X為H元素；W原子的最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的$\frac{3}{4}$，原子只能有2個電子層，設(shè)最外層電子數(shù)為a，則（2+a）×$\frac{3}{4}$=a，故a=6，則W為O元素；Z單質(zhì)在通常狀況下為無色無味氣體，原子序數(shù)介于碳、氧之間，故Z為N元素，據(jù)此解答．

解答 解：X、Y、Z、W是短周期中的四種元素，它們的原子序數(shù)依次增大．X和Y可形成常見化合物YX₄，一個YX₄分子中電子總數(shù)為10，則Y為C元素、X為H元素；W原子的最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的$\frac{3}{4}$，原子只能有2個電子層，設(shè)最外層電子數(shù)為a，則（2+a）×$\frac{3}{4}$=a，故a=6，則W為O元素；Z單質(zhì)在通常狀況下為無色無味氣體，原子序數(shù)介于碳、氧之間，故Z為N元素．
（1）X單質(zhì)和Z單質(zhì)在一定條件下可生成化合物E為NH₃，
①NH₃的電子式為，化學(xué)鍵類型為：共價鍵，故答案為：；共價鍵；
②工業(yè)上制取氨氣的化學(xué)方程式為：N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2NH₃，故答案為：N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2NH₃；
③干燥氨氣時使用的干燥劑為：堿石灰，故答案為：堿石灰；
（2）由H、N、O三種元素可以組成一種鹽，該鹽是常用速效化肥，該鹽為硝酸銨，由于銨根離子水解：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，但長期使用會增加土壤的酸性，
故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；
（3）9gC的物質(zhì)的量=$\frac{9g}{12g/mol}$=0.75mol，根據(jù)碳原子守恒得n（CO₂）=n（C）=0.75mol，n（NaOH）=1mol/L×1L=1mol，1＜n（NaOH）：n（CO₂）＜2，所以二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)后的溶液中存在碳酸鈉和碳酸氫鈉，設(shè)n（Na₂CO₃）=xmol，n（NaHCO₃）=ymol，根據(jù)鈉原子和碳原子守恒得：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.75}\\{2x+y=1}\end{array}\right.$，解得$\left\{\begin{array}{l}{x=0.25}\\{y=0.5}\end{array}\right.$，根據(jù)物料守恒知c（Na⁺）最大，溶液呈堿性，故c（OH^-）＞c（H⁺），水解、電離程度都很小，所以c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），則離子濃度大小順序是c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

點評 本題考查位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系，正確推斷元素是解本題關(guān)鍵，是對學(xué)生綜合能力考查，難度中等．