Question

10．運用元素周期律研究元素及其化合物的性質(zhì)具有重要意義．
Ⅰ．部分短周期主族元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物（濃度均為0.01mol•L^-1）溶液的pH和原子序數(shù)的關(guān)系如圖所示．
（1）元素R在周期表中的位置是第三周期ⅦA族．
（2）元素Y和W形成的Y₂W₂型化合物中含有的化學鍵類型為離子鍵、共價鍵．
（3）X的一種氧化物XO₂與水反應(yīng)的化學方程式為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO．
Ⅱ．短周期元素C、O、S能形成多種化合物，如CO₂、CS₂、COS等：
（1）下列能說明碳、硫兩種元素非金屬性相對強弱的是ac（填序號）、
a．相同條件下水溶液的pH：Na₂CO₃＞Na₂SO₄
b．酸性：H₂SO₃＞H₂CO₃
c．CS₂中碳元素為+4價，硫元素為-2價
（2）羰基硫（COS）可作為一種熏蒸劑，能防止某些昆蟲、線蟲的危害，其分子結(jié)構(gòu)和CO₂相似．羰基硫（COS）的電子式為．
（3）NH₄Al（SO₄）₂是食品加工中最為快捷的食品添加劑，用于焙烤食品中；NH₄HSO₄在分析試劑、醫(yī)藥、電子工業(yè)中用途廣泛．請回答下列問題：
①相同條件下，0.1mol•L^-1NH₄Al（SO₄）₂中c（NH₄⁺）小于（填“等于”、“大于”或“小于”）0.1mol•L^-1NH₄HSO₄中c（NH₄⁺）．
②25℃時，0.1mol/L的NH₄Al（SO₄）₂溶液pH=3，溶液中2c（SO₄^2-）-c（NH₄⁺）-3c（Al³⁺）的準確值（10^-3-10^-11 ）mol•L^-1．
③25℃時，Al（OH）₃的K_sp=1.0×10^-34，使0.1mol/L的NH₄Al（SO₄）₂溶液中Al³⁺開始產(chǎn)生沉淀的PH為3．

Answer 1

分析 I．X、Y、Z、W、R的原子序數(shù)依次增大，最高價氧化物對應(yīng)水化物溶液濃度均為0.01mol•L^-1，Y的pH為12，為一元強堿，則Y是Na元素，X、R的pH均為2，為一元強酸，則X為N元素、R為Cl元素；W的pH小于2，則為二元強酸，故W為S元素；Z的pH大于2，為P元素；
Ⅱ．（1）非金屬性越強，最高價含氧酸的酸性越強，而最高價含氧酸的酸性越弱，鈉鹽水解程度越大．化合物中非金屬性越強，對鍵合電子吸引越強，在化合物中表現(xiàn)負化合價；
（2）COS與CO₂相似，則COS中C原子分別與O原子、S原子之間形成2對共用電子對；
（3）①NH₄Al（SO₄）₂溶液中Al³⁺促進NH₄⁺的水解，而NH₄HSO₄溶液中H⁺抑制NH₄⁺的水解；
②根據(jù)電荷守恒：c（NH₄⁺）+3c（Al³⁺）+c（H⁺）=2c（SO₄^2-）+c（OH^-），則2c（SO₄^2-）-c（NH₄⁺）-3c（Al³⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）；
③根據(jù)Ksp=c（Al³⁺）×c³（OH^-）計算沉淀時c（OH^-），再根據(jù)Kw計算c（H⁺），最后根據(jù)pH=-lgc（H⁺）計算．

解答 解：I．X、Y、Z、W、R的原子序數(shù)依次增大，最高價氧化物對應(yīng)水化物溶液濃度均為0.01mol•L^-1，Y的pH為12，為一元強堿，則Y是Na元素，X、R的pH均為2，為一元強酸，則X為N元素、R為Cl元素；W的pH小于2，則為二元強酸，故W為S元素；Z的pH大于2，為P元素．
（1）元素R為Cl，在周期表中的位置是：第三周期ⅦA族，故答案為：第三周期ⅦA族；
（2）元素Y和W形成的Na₂O₂中含有的化學鍵類型為：離子鍵、共價鍵，故答案為：離子鍵、共價鍵；
（3）氧化物NO₂與水反應(yīng)的化學方程式為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
Ⅱ．（1）a．相同條件下水溶液的pH：Na₂CO₃＞Na₂SO₄，說明酸性：碳酸＜硫酸，則非金屬性C＜S，故a正確；
b．應(yīng)是最高價含氧酸越強，中心元素的非金屬性越強，故b錯誤；
c．CS₂中碳元素為+4價，硫元素為-2價，說明S元素對鍵合電子吸引能力更強，則S的非金屬性更強，故c正確，
故選：ac；
（2）COS與CO₂相似，則COS中C原子分別與O原子、S原子之間形成2對共用電子對，電子式為，故答案為：；
（3）①NH₄Al（SO₄）₂溶液中Al³⁺促進NH₄⁺的水解，而NH₄HSO₄溶液中H⁺抑制NH₄⁺的水解，故相同條件下，0.1mol•L^-1NH₄Al（SO₄）₂中c（NH₄⁺）小于0.1mol•L^-1NH₄HSO₄中c（NH₄⁺），
故答案為：小于；
②根據(jù)電荷守恒：c（NH₄⁺）+3c（Al³⁺）+c（H⁺）=2c（SO₄^2-）+c（OH^-），則2c（SO₄^2-）-c（NH₄⁺）-3c（Al³⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=10^-3 mol•L^-1-10^-11 mol•L^-1=（10^-3-10^-11 ）mol•L^-1，
故答案為：（10^-3-10^-11 ）mol•L^-1；
③溶液中c（Al³⁺）=0.1 mol•L^-1，根據(jù)Ksp=c（Al³⁺）×c³（OH^-）=1.0×10^-34，可知沉淀時c（OH^-）=10^-11 mol•L^-1，則c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-11}}$mol•L^-1=10^-3 mol•L^-1，此時溶液pH=-lgc（H⁺）=-lg10^-3=3，
故答案為：3．

點評 本題考查本題考查結(jié)構(gòu)位置性質(zhì)關(guān)系、元素周期律、鹽類水解、溶度積有關(guān)計算等，是對學生綜合能力的考查，需要學生具備扎實的基礎(chǔ)，難度中等．