Question

14．A、B、D、R、Q五種短周期主族元素，其原子序數(shù)依次增大，其中A原子核內無中子，B與D同周期，R與Q同周期，A與R同主族，D與Q同主族，D元素的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的三倍，B元素的最高正價和最低負價代數(shù)和為2．請用對應的化學用語回答下列問題：
（1）Q元素位于元素周期表中第三周期VIA族．
（2）D、R、Q三種元素形成的簡單離子的半徑由大到小的順序是S^2-＞O^2-＞Na⁺（用離子符號表示）．
（3）由A、B兩種元素以原子個數(shù)比為5：1形成的離子化合物X，X的電子式為．
（4）由A、B元素形成的A₂B₄可以與O₂、KOH溶液形成原電池，該原電池負極的電極反應式為N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O．
（5）由A、D、R、Q四種元素形成的化合物Y（RAQD₃）（已知A₂QD₃的Ka₁=1.2×10^-2、Ka₂=6.3×10^-8），則Y溶液中各離子濃度由大到小的順序為c（Na²⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）；室溫下，向Y溶液中加入一定量的NaOH，使溶液中c（AQD₃^-）=c（QD₃^2-），則此時溶液呈堿性（填“酸性”、“堿性”或“中性”）
（6）Fe與D元素可形成Fe₂D₃、Fe₃D₄等化合物．向5.2g Fe₂D₃、Fe₃D₄、Cu的混合中加入0.5mol/L的硫酸溶液140mL時，固體恰好完全溶解，所得溶液中不含F(xiàn)e³⁺．若用過量的CO在高溫下還原相同質量的原混合物，固體減少的質量為1.12g．

Answer 1

分析 A、B、D、R、Q五種短周期主族元素，其原子序數(shù)依次增大，其中A原子核內無中子，則A為H元素；D元素的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的三倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，故D為O元素；D與Q同主族，則Q為S元素；B與D同周期，B元素的最高正價和最低負價代數(shù)和為2，則B為N元素；R與Q同周期，A與R同主族，則R為Na，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、D、R、Q五種短周期主族元素，其原子序數(shù)依次增大，其中A原子核內無中子，則A為H元素；D元素的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的三倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，故D為O元素；D與Q同主族，則Q為S元素；B與D同周期，B元素的最高正價和最低負價代數(shù)和為2，則B為N元素；R與Q同周期，A與R同主族，則R為Na．
（1）Q為S元素，位于元素周期表中第三周期VIA族，故答案為：三、VIA；
（2）電子層結構相同，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，電子層越多離子半徑越大，故離子半徑：S^2-＞O^2-＞Na⁺，故答案為：S^2-＞O^2-＞Na⁺；
（3）由H、N兩種元素以原子個數(shù)比為5：1形成的離子化合物X為NH₄H，電子式為，故答案為：；
（4）由H、N元素形成的N₂H₄可以與O₂、KOH溶液形成原電池，負極發(fā)生氧化反應，N₂H₄在負極失去電子，堿性條件下生成氮氣與水，負極電極反應式為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O，
故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O；
（5）H₂SO₃的Ka₁=1.2×10^-2、Ka₂=6.3×10^-8，HSO₃^-的水解平衡常數(shù)為$\frac{1{0}^{-14}}{1.2×1{0}^{-2}}$=8.3×10^-13，則NaHSO₃溶液中HSO₃^-的電離程度大于其水解程度，溶液呈酸性，且氫離子源于水的電離、亞硫酸氫根電離，溶液中離子濃度：c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），
室溫下，向NaHSO₃溶液中加入一定量的NaOH，使溶液中c（HSO₃^-）=c（SO₃^2-），由Ka₂=$\frac{（S{{O}_{3}}^{2-}）×c（{H}^{+}）}{c（HS{{O}_{3}}^{-}）}$=6.3×10^-8，則溶液中c（H⁺）=6.3×10^-8＜10^-7，溶液呈堿性，
故答案為：c（Na²⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）；堿性；
（6）Fe₂O₃、Fe₃O₄、Cu的混合物中加入硫酸溶液中，固體恰好完全溶解，所得溶液中不含F(xiàn)e³⁺，溶液中溶質為CuSO₄、FeSO₄，硫酸中H元素與混合物中O元素結合守恒水，由水的分子式H₂O可知，故n（O）=n（H₂SO₄）=0.14L×0.5mol/L=0.07mol，若用過量的CO在高溫下還原相同質量的原混合物，固體減少的質量為氧化物中氧元素的質量，所以固體減少的質量為0.07mol×16g/mol=1.12g，
故答案為：1.12．

點評 本題考查結構性質位置關系應用，推斷元素是解題關鍵，（5）中離子濃度大小判斷、溶液酸堿性判斷需要利用平衡常數(shù)進行計算，（6）中注意利用守恒法計算解答，綜合考查學生分析能力、邏輯推理能力及對知識的遷移運用，需要學生具備扎實的基礎，難度中等．