Question

短周期元素A-F的原子序數依次增大，部分元素的信息如下：

元素編號	信息
B	與元素A、D共同組成的化合物的種類最多
D	最外層電子數是次外層電子數的三倍
E	同周期元素中形成的簡單離子半徑最小
F	最高價氧化物對應的水化物的酸性最強

根據以上信息，回答下列問題（用元素符號書寫）：
（1）某容器中發生一個化學反應，反應過程中存在A₂D、FD^-、BC^-，ABD₃^-、C₂、F^-等六種粒子，測得FD^-和C₂的物質的量隨時間變 化的曲線如圖所示．請寫出該反應的離子方程式

 

 （2）W與D是相鄰的同主族元素．在下表中列出H₂WO₃的不同化學性質，舉例并寫出 相應的化學方程式

編號	性質	化學方程式
示例	氧化性	H2WO3+3H3PO3=3H3PO4+H2W↑
①
②

（3）由A?F中的某些元素組成的常見物質甲、乙、丙、丁、戊可發生以下反應：

①寫出甲的溶液與乙的溶液反應的離子方程式

 

；
②鑒定丁中陽離子的操作是

 

；
③如果丁中含有元素F，丁的溶液中離子濃度由大到小的排列順序是

 

．

Answer 1

分析：短周期元素A-F的原子序數依次增大，D最外層電子數是次外層電子數的三倍，D原子只能有2個電子層，最外層電子數為6，則D為氧元素；B與元素A、D共同組成的化合物的種類最多，應是有機物，故A為氫元素、B為碳元素；結合原子序數可知C為氮元素；E是同周期元素中形成的簡單離子半徑最小，則E只能處于第三周期，故E為Al；F最高價氧化物對應的水化物的酸性最強，則F為Cl，
（1）某容器中發生一個化學反應，反應過程中存在H₂O、ClO^-、CN^-，HCO₃^-、N₂、Cl^-等六種粒子，由圖可知，隨反應進行，ClO^-物質的量減小，N₂的物質的量增大，說明ClO^-是反應物，N₂是產物，根據電子轉移守恒可知，CN^-是反應物、Cl^-是產物，結合元素守恒可知，HCO₃^-是生成物，H₂O是反應物，配平書寫離子方程式；
（2）W與D是相鄰的同主族元素，則W為S元素，H₂SO₃的具有氧化性、還原性、酸性、不穩定性等，據此寫出相應的化學方程式；
（6）丁是僅含非金屬的鹽，所以一定是銨鹽，E為Al元素，所以推斷戊是氧化鋁，故丙是氫氧化鋁，分析產物結合反應：甲+乙+H₂O→Al（OH）₃+NH₄⁺ 可知，該反應為鋁鹽和一水合氨的反應，③中如果丁中含有元素F（Cl元素），則丁為氯化銨，溶液中NH₄⁺離子水解，破壞水的電離平衡，水溶液顯酸性，據此判斷離子濃度．

解答：解：短周期元素A-F的原子序數依次增大，D最外層電子數是次外層電子數的三倍，D原子只能有2個電子層，最外層電子數為6，則D為氧元素；B與元素A、D共同組成的化合物的種類最多，應是有機物，故A為氫元素、B為碳元素；結合原子序數可知C為氮元素；E是同周期元素中形成的簡單離子半徑最小，則E只能處于第三周期，故E為Al；F最高價氧化物對應的水化物的酸性最強，則F為Cl，
（1）反應過程中存在H₂O、ClO^-、CN^-，HCO₃^-、N₂、Cl^-等六種粒子，由圖可知，隨反應進行，ClO^-物質的量減小，N₂的物質的量增大，說明ClO^-是反應物，N₂是產物，根據電子轉移守恒可知，CN^-是反應物、Cl^-是產物，結合元素守恒可知，HCO₃^-是生成物，H₂O是反應物，反應離子方程式為：5ClO^-+2CN^-+H₂O=2HCO₃^-+N₂↑+5Cl^-，
故答案為：5ClO^-+2CN^-+H₂O=2HCO₃^-+N₂↑+5Cl^-；
（2）W與D（氧元素）是相鄰的同主族元素，則W為S元素，H₂SO₃的具有氧化性、還原性、酸性、不穩定性等，可以被強氧化劑氧化，如H₂SO₃+Br₂+2H₂O=H₂SO₃+2HBr，與NaOH發生中和反應H₂SO₃+2NaOH=Na₂SO₃+2H₂O，
故答案為：

編號	性質	化學方程式
示例		H2WO3+3H3PO3═3H3PO4+H2W↑
1	還原性	H2SO3+Br2+2H2O=H2SO3+2HBr
2	酸性	H2SO3+2NaOH=Na2SO3+2H2O

（6）丁是僅含非金屬的鹽，所以一定是銨鹽，E為Al元素，所以推斷戊是氧化鋁，故丙是氫氧化鋁，分析產物結合反應：甲+乙+H₂O→Al（OH）₃+NH₄⁺ 可知，該反應為鋁鹽和一水合氨的反應，③中如果丁中含有元素F（Cl元素），
①甲的溶液與乙的溶液反應的離子方程式為：Al³⁺+3NH₃+3H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
故答案為：Al³⁺+3NH₃+3H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
②丁中陽離子為NH₄⁺，鑒定NH₄⁺的操作是：取少量丁樣品放入試管，加入氫氧化鈉溶液，加熱，產生能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，證明有銨根離子，
故答案為：取少量丁樣品放入試管，加入氫氧化鈉溶液，加熱，產生能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，證明有銨根離子；
③如果丁中含有元素F（Cl元素），則丁為氯化銨，溶液中NH₄⁺離子水解，破壞水的電離平衡，水溶液顯酸性，且水解程度不大，故溶液中離子濃度c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．

點評：本題考查無機物的推斷、結構性質位置關系應用、常用化學用語、鹽類水解、元素化合物性質、實驗方案設計等，元素及物質的推斷是解答本題的關鍵，注重對高考常考考點的考查，對學生能力要求較高，題目難度中等．