Question

10．運(yùn)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(jià)氧化物對(duì)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(xué)鍵類型為離子鍵、共價(jià)鍵．
（3）X的一種氧化物XO₂與水反應(yīng)的化學(xué)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(shuō)明碳、硫兩種元素非金屬性相對(duì)強(qiáng)弱的是ac（填序號(hào)）、
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(jià)，硫元素為-2價(jià)
（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(qǐng)回答下列問(wèn)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(shí)，0.1mol/L的NH₄Al（SO₄）₂溶液pH=3，溶液中2c（SO₄^2-）-c（NH₄⁺）-3c（Al³⁺）的準(zhǔn)確值（10^-3-10^-11 ）mol•L^-1．
③25℃時(shí)，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(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物溶液濃度均為0.01mol•L^-1，Y的pH為12，為一元強(qiáng)堿，則Y是Na元素，X、R的pH均為2，為一元強(qiáng)酸，則X為N元素、R為Cl元素；W的pH小于2，則為二元強(qiáng)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(qiáng)，最高價(jià)含氧酸的酸性越強(qiáng)，而最高價(jià)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(qiáng)，對(duì)鍵合電子吸引越強(qiáng)，在化合物中表現(xiàn)負(fù)化合價(jià)；
（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(duì)共用電子對(duì)；
（3）①NH₄Al（SO₄）₂溶液中Al³⁺促進(jìn)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(jì)算沉淀時(shí)c（OH^-），再根據(jù)Kw計(jì)算c（H⁺），最后根據(jù)pH=-lgc（H⁺）計(jì)算．

解答 解：I．X、Y、Z、W、R的原子序數(shù)依次增大，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物溶液濃度均為0.01mol•L^-1，Y的pH為12，為一元強(qiáng)堿，則Y是Na元素，X、R的pH均為2，為一元強(qiáng)酸，則X為N元素、R為Cl元素；W的pH小于2，則為二元強(qiáng)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(xué)鍵類型為：離子鍵、共價(jià)鍵，故答案為：離子鍵、共價(jià)鍵；
（3）氧化物NO₂與水反應(yīng)的化學(xué)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(shuō)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(jià)含氧酸越強(qiáng)，中心元素的非金屬性越強(qiáng)，故b錯(cuò)誤；
c．CS₂中碳元素為+4價(jià)，硫元素為-2價(jià)，說(shuō)明S元素對(duì)鍵合電子吸引能力更強(qiáng)，則S的非金屬性更強(qiáng)，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(duì)共用電子對(duì)，電子式為，故答案為：；
（3）①NH₄Al（SO₄）₂溶液中Al³⁺促進(jìn)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(shí)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(shí)溶液pH=-lgc（H⁺）=-lg10^-3=3，
故答案為：3．

點(diǎn)評(píng) 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(jì)算等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．