Question

19．已知X、Y、Z、J、Q五種短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，元素Z在地殼中含量最高，J元素的焰色反應(yīng)呈黃色，Q的最外層電子數(shù)與其電子總數(shù)比為3：8，X能與J形成離子化合物，且J⁺的半徑大于X^-的半徑，Y₂是空氣主要成分之一．請回答：
（1）Q元素在周期表中的位置第三周期ⅥA族；X與J形成的離子化合物的電子式為
（2）元素的非金屬性Z＞Q（填“＞”或“＜”），下列各項中，不能說明這一結(jié)論的事實有C（填序號）
A．Q的氫化物的水溶液在空氣中會變渾濁   B．Z與Q形成的化合物中元素的化合價
C．Z和Q的單質(zhì)的狀態(tài)                  D．Z和Q在周期表中的位置
（3）X與Y可形成陽離子A，檢驗A離子的方法是取溶液少許于試管中，向溶液中加入濃氫氧化鈉溶液，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗生成的氣體，若試紙變藍(lán)證明原溶液含有NH₄⁺離子
（4）Y的氣態(tài)氫化物與Z的單質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O
（5）J與Q的單質(zhì)可形成如圖所示原電池（工作溫度為320℃），該原電池的負(fù)極反應(yīng)為Na-e^-=Na⁺，其中M是Na₂O和Al₂O₃的混合物，則M的兩個作用為隔離正負(fù)極，傳導(dǎo)鈉離子
（6）常溫下向1000mL 0.2mol/L的Q的氣態(tài)氫化物水溶液中加入1.15g的J的單質(zhì)，反應(yīng)后溶液中由水電離的氫離子濃度為1×10^-9，則溶液中各微粒的濃度順序為（由大到小，不包括水分子和氫氧根離子）c（H₂S）＞c（HS^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（S^2-）．

Answer 1

分析 X、Y、Z、J、Q五種短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，元素Z在地殼中含量最高，則Z為O元素；J元素的焰色反應(yīng)呈黃色，則J為Na；Q的最外層電子數(shù)與其電子總數(shù)比為3：8，原子序數(shù)大于Na元素，故Q處于第三周期，則Q為S元素；X能與J形成離子化合物，且J⁺的半徑大于X^-的半徑，可推知X為H元素；Y₂是空氣主要成分之一，則Y為N元素．
（1）主族元素周期數(shù)=電子層數(shù)、主族族序數(shù)=最外層電子數(shù)；X與J形成的離子化合物為NaH，由鈉離子與氫負(fù)離子構(gòu)成；
（2）同主族自上而下非金屬性減弱，可利用氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性、單質(zhì)之間的置換反應(yīng)來、元素相互化合時化合價等說明，物質(zhì)狀態(tài)屬于物理性質(zhì)，不能比較非金屬性強(qiáng)弱；
（3）X與Y可形成陽離子A為NH₄⁺，先由銨鹽與堿反應(yīng)生成氨氣，再利用氨氣使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)檢驗；
（4）Y的氣態(tài)氫化物為NH₃，與氧氣發(fā)生催化氧化生成NO與水；
（5）負(fù)極上Na失去電子，正極上硫得電子發(fā)生還原反應(yīng)，熔融狀態(tài)下，Na₂O和Al₂O₃能電離出陰陽離子而使電解質(zhì)導(dǎo)電，且鈉易和硫反應(yīng)，所以它起到隔離作用，本質(zhì)是Na與硫反應(yīng)生成Na與硫形成的化合物，可以傳導(dǎo)鈉離子；
（6）常溫下向1000mL 0.2mol/L的H₂S的氣態(tài)氫化物水溶液中加入1.15g的Na的單質(zhì)，Na的物質(zhì)的量為$\frac{1.15g}{23g/mol}$=0.05mol，生成NaOH為0.05mol，H₂S的物質(zhì)的量為1L×0.2mol=0.2mol，發(fā)生反應(yīng)：NaOH+H₂S=NaHS+H₂O，生成0.05mol NaHS，剩余H₂S為0.2mol-0.05mol=0.15mol，為NaHS、H₂S混合溶液．反應(yīng)后溶液中由水電離的氫離子濃度為1×10^-9＜1×10^-7，說明水的電離被抑制，則H₂S電離程度大于HS^-的水解程度，溶液呈酸性，由水電離得到氫氧根離子濃度1×10^-9，則溶液中氫離子濃度為1×10^-5，H₂S的電離程度很小，溶液中氫離子源于水的電離、硫化氫電離、硫氫根離子電離．

解答 解：X、Y、Z、J、Q五種短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，元素Z在地殼中含量最高，則Z為O元素；J元素的焰色反應(yīng)呈黃色，則J為Na；Q的最外層電子數(shù)與其電子總數(shù)比為3：8，原子序數(shù)大于Na元素，故Q處于第三周期，則Q為S元素；X能與J形成離子化合物，且J⁺的半徑大于X^-的半徑，可推知X為H元素；Y₂是空氣主要成分之一，則Y為N元素．
（1）Q為S元素，原子核外有3個電子層、最外層電子數(shù)為6，處于周期表中第三周期ⅥA族，X與J形成的離子化合物為NaH，由鈉離子與氫負(fù)離子構(gòu)成，電子式為：，

故答案為：第三周期ⅥA族；；
（2）O、S同主族自上而下非金屬性減弱，故非金屬性O(shè)＞S；
A．H₂S的水溶液放置在空氣中會變渾濁，說明氧氣能氧化硫化氫生成硫，則氧氣的氧化性大于S，說明O元素非金屬較強(qiáng)，故A正確；
B．S與O元素形成的化合物中S元素表現(xiàn)正化合價，O元素表現(xiàn)負(fù)化合價，氧原子對鍵合電子吸引力更大，故氧元素非極性較強(qiáng)，故B正確；
C．單質(zhì)狀態(tài)屬于物理性質(zhì)，不能比較非金屬性強(qiáng)弱，故C錯誤；
D．同主族自上而下非金屬性減弱，故非金屬性O(shè)＞S，故D正確，
故答案為：＞；C；
（3）X與Y可形成陽離子A為NH₄⁺，檢驗NH₄⁺離子的方法是：取溶液少許于試管中，向溶液中加入濃氫氧化鈉溶液，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗生成的氣體，若試紙變藍(lán)證明原溶液含有NH₄⁺離子，
故答案為：取溶液少許于試管中，向溶液中加入濃氫氧化鈉溶液，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗生成的氣體，若試紙變藍(lán)證明原溶液含有NH₄⁺離子；
（4）Y的氣態(tài)氫化物為NH₃，與氧氣發(fā)生催化氧化生成NO與水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
（5）負(fù)極上Na失去電子，負(fù)極電極反應(yīng)式為：Na-e^-=Na⁺，正極上硫得電子發(fā)生還原反應(yīng)，熔融狀態(tài)下，Na₂O和Al₂O₃能電離出陰陽離子而使電解質(zhì)導(dǎo)電，且鈉易和硫反應(yīng)，所以它起到隔離作用，本質(zhì)是Na與硫反應(yīng)生成Na與硫形成的化合物，可以傳導(dǎo)鈉離子
故答案為：Na-e^-=Na⁺；隔離正負(fù)極，傳導(dǎo)鈉離子；
（6）常溫下向1000mL 0.2mol/L的H₂S的氣態(tài)氫化物水溶液中加入1.15g的Na的單質(zhì)，Na的物質(zhì)的量為$\frac{1.15g}{23g/mol}$=0.05mol，生成NaOH為0.05mol，H₂S的物質(zhì)的量為1L×0.2mol=0.2mol，發(fā)生反應(yīng)：NaOH+H₂S=NaHS+H₂O，生成0.05mol NaHS，剩余H₂S為0.2mol-0.05mol=0.15mol，為NaHS、H₂S混合溶液．反應(yīng)后溶液中由水電離的氫離子濃度為1×10^-9＜1×10^-7，說明水的電離被抑制，則H₂S電離程度大于HS^-的水解程度，則c（HS^-）＞c（Na⁺），溶液呈酸性，由水電離得到氫氧根離子濃度1×10^-9，則溶液中氫離子濃度為1×10^-5，H₂S的電離程度很小，則c（H₂S）＞c（HS^-），c（Na⁺）＞c（H⁺），溶液中氫離子源于水的電離、硫化氫電離、硫氫根離子電離，溶液中c（H⁺）＞c（S^2-），故溶液中離子濃度大小順序為：c（H₂S）＞c（HS^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（S^2-），
故答案為：c（H₂S）＞c（HS^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（S^2-）．

點評 本題考查較綜合，涉及結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系、元素周期律、電子式、離子檢驗、原電池、離子濃度大小比較等，側(cè)重考查學(xué)生分析能力、知識遷移運用能力，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)，題目難度中等．