Question

已知A、B、C、D、E、F六種短周期元素中，A、B、C、D是組成蛋白質的基本元素；A與B的原子序數之和等于C原子核內的質子數；A與E、D與F分別位于同一主族，E與F同周期，且F原子核內的質子數是D原子核外電子數的2倍．據此請回答：
（1）F在周期表中的位置是

 

．
（2）由A、C、D、F按8：2：4：1原子個數比組成的化合物甲中含有的化學鍵類型為

 

；甲溶液中各離子濃度由大到小的順序為

 

（用離子濃度符號表示）．
（3）化合物乙由A、C組成且相對分子質量為32；化合物丙由A、D組成且分子內電子總數與乙分子內電子總數相等；乙與丙的反應可用于火箭發(fā)射（反應產物不污染大氣），則該反應的化學方程式為

 

．
（4）由A、D、E、F組成的化合物丁能與硫酸反應并放出刺激性氣味的氣體，則丁的化學式為

 

；實驗測得丁溶液顯弱酸性，由此你能得出的結論是

 

．
（5）由B、A按1：4原子個數比組成的化合物戊與D的常見氣態(tài)單質及NaOH溶液構成原電池（如圖），試分析：
①閉合K，寫出左池X電極的反應式

 

；
②閉合K，當X電極消耗1.6g化合物戊時（假設過程中無任何損失），則右池兩極共放出氣體在標準狀況下的體積為

 

升．

Answer 1

考點：位置結構性質的相互關系應用,原電池和電解池的工作原理

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：A、B、C、D、E、F六種短周期元素中，A、B、C、D是組成蛋白質的基本元素，分別為H、C、N、O中的一種，D與F位于同一主族，且F原子核內的質子數是D原子核外電子數的2倍，則D為氧元素、F為硫元素；A與B的原子序數之和等于C原子核內的質子數，則A、B分別為氫、碳中的一種，C為氮元素；由（5）中B、A能按1：4原子個數比組成化合物，可推知A為氫、B為碳；A與E同主族，E與F同周期，則E為Na，
（1）周期數=電子層數、主族族序數=最外層電子數；
（2）由H、N、O、S按8：2：4：1原子個數比組成的化合物甲為（NH₄）₂SO₄，含有離子鍵、共價鍵，溶液中NH₄⁺離子水解，溶液呈酸性；
（3）化合物乙由H、N組成且相對分子質量為32，則乙為N₂H₄，化合物丙由H、O組成且分子內電子總數與乙分子內電子總數相等，則丙為H₂O₂；乙與丙的反應可用于火箭發(fā)射，反應產物不污染大氣，應生成氮氣與水；
（4）由H、O、Na、S組成的化合物丁能與硫酸反應并放出刺激性氣味的氣體，則丁為NaHSO₃，其溶液中HSO₃^-既發(fā)生電離又發(fā)生水解，兩過程的相對強弱決定溶液酸堿性；
（5）由C、H按1：4原子個數比組成的化合物戊為CH₄，與D的常見氣態(tài)單質O₂及NaOH溶液構成原電池，
①閉合K，左池X電極通入甲烷，發(fā)生氧化反應，堿性條件下生成碳酸根與水；
②左池消耗1.6g甲烷，其物質的量=

1.6g

16g/mol

=0.1mol，轉移電子物質的量=0.1mol×8=0.8mol，右池為電解池，陽極上陰離子只有氫氧根離子放電生成氧氣，根據電子轉移守恒計算生成的氧氣物質的量，溶液中Ag⁺的物質的量=0.2L×2mol/L=0.4mol，完全放電轉移獲得電子為0.4mol，故陰極上Ag⁺、H⁺放電，根據電子轉移守恒計算生成氫氣的物質的量，進而計算獲得氣體總體積．

解答： 解：A、B、C、D、E、F六種短周期元素中，A、B、C、D是組成蛋白質的基本元素，分別為H、C、N、O中的一種，D與F位于同一主族，且F原子核內的質子數是D原子核外電子數的2倍，則D為氧元素、F為硫元素；A與B的原子序數之和等于C原子核內的質子數，則A、B分別為氫、碳中的一種，C為氮元素；由（5）中B、A能按1：4原子個數比組成化合物，可推知A為氫、B為碳；A與E同主族，E與F同周期，則E為Na，
（1）F為硫元素，一種核外有3個電子層、最外層電子數為6，處于周期表中第三周期第ⅥA族，
故答案為：第三周期第ⅥA族；
（2）由H、N、O、S按8：2：4：1原子個數比組成的化合物甲為（NH₄）₂SO₄，含有離子鍵、共價鍵，溶液中NH₄⁺離子水解，溶液呈酸性，c（H⁺）＞c（OH^-），水解程度不大，故c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺），故答案為：離子鍵、共價鍵；c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（3）化合物乙由H、N組成且相對分子質量為32，則乙為N₂H₄，化合物丙由H、O組成且分子內電子總數與乙分子內電子總數相等，則丙為H₂O₂；乙與丙的反應可用于火箭發(fā)射，反應產物不污染大氣，應生成氮氣與水，則該反應的化學方程式為：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O，
故答案為：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O；
（4）由H、O、Na、S組成的化合物丁能與硫酸反應并放出刺激性氣味的氣體，則丁為NaHSO₃，其溶液中HSO₃^-既發(fā)生電離又發(fā)生水解，實驗測得丁溶液顯弱酸性，說明HSO₃^-的電離能力比水解能力強，
故答案為：NaHSO₃；HSO₃^-的電離能力比水解能力強；
（5）由C、H按1：4原子個數比組成的化合物戊為CH₄，與D的常見氣態(tài)單質O₂及NaOH溶液構成原電池，
①閉合K，左池X電極通入甲烷，發(fā)生氧化反應，堿性條件下生成碳酸根與水，電極反應式為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；
②閉合K，當X電極消耗1.6g甲烷，其物質的量=

1.6g

16g/mol

=0.1mol，轉移電子物質的量=0.1mol×8=0.8mol，右池為電解池，陰離子只有氫氧根離子放電生成氧氣，根據電子轉移守恒可知，生成氧氣的物質的量=

0.8mol

4

=0.2mol，溶液中Ag⁺的物質的量=0.2L×2mol/L=0.4mol，完全放電轉移獲得電子為0.4mol，故反應的H⁺的物質的量=0.8mol-0.4mol=0.4mol，故生成氫氣的物質的量=

0.4mol

2

=0.2mol，故共得到氣體體積=（0.2mol+0.2mol）×22.4L/mol=8.96L，
故答案為：8.96．

點評：本題考查結構性質位置關系、元素化合物推斷、鹽類水解、原電池、電解池、化學計算等，題目比較綜合，推斷元素是解題的關鍵，注意利用電子轉移守恒計算原電池、電解池的有關計算，難度中等．