Question

X、Y、Z、Q、R是五種短周期元素，原子序數依次增大。X、Y兩元素最高正價與最低負價之和均為0；Q與X同主族；Z、R分別是地殼中含量最高的非金屬元素和金屬元素。

請回答下列問題：

（1）五種元素原子半徑由大到小的順序是(寫元素符號)____________________。

（2）X與Y能形成多種化合物，其中既含極性鍵又含非極性鍵，且相對分子質量最小的物質是(寫分子式)________________。

（3）由以上某些元素組成的化合物A、B、C、D有如下轉化關系：AB(在水溶液中進行)

其中，C是溶于水顯酸性的氣體；D是淡黃色固體。

寫出C的結構式：________；D的電子式：________。

①如果A、B均由三種元素組成，B為兩性不溶物，則A的化學式為________________________；由A轉化為B的離子方程式為___________________。

②如果A由三種元素組成，B由四種元素組成，A、B溶液均顯堿性。用離子方程式表示A溶液顯堿性的原因：

________________________________________________________________________。

A、B濃度均為0.1 mol·L－1的混合溶液中，離子濃度由大到小的順序是____________________；常溫下，在該溶液中滴加稀鹽酸至中性時，溶質的主要成分有________________________________。

 

Answer 1

（1）Na＞Al＞C＞O＞H

（2）C2H2

（3）O=C=O　

①NaAlO2

AlO2-＋2H2O＋CO2=Al(OH)3↓＋HCO3-(或2AlO2-＋3H2O＋CO2=2Al(OH)3↓＋CO32-)

②CO32-＋H2OHCO3-＋OH－

c(Na＋)＞c(HCO3-)＞c(CO32-)＞c(OH－)＞c(H＋)

NaCl、NaHCO3、CO2(或H2CO3)

【解析】由X、Y最高正價與最低負價之和均為0，且原子序數X＜Y可知X為H(＋1，－1)，Y為C(＋4、－4)，地殼中含量最高的非金屬元素為O，金屬元素為Al，Q與X同主族，原子序數比Z大，所以Q為Na，綜上所述，X、Y、Z、Q、R分別為H、C、O、Na、Al。

（1）根據同周期，同主族原子半徑變化規律可知r(Na)＞r(Al)＞r(C)＞r(O)＞r(H)。

（2）在H與C所形成的烴中，既含有極性鍵又含有非極性鍵的化合物，至少含有兩個碳原子，相對分子質量最小的為乙炔，分子式為C2H2。

（3）根據轉化關系及所給信息C為CO2，D為Na2O2。

①由于通過CO2生成兩性不溶物，所以A為NaAlO2、B為Al(OH)3。

②由A、B均顯堿性，且分別由三種元素和四種元素組成，再根據轉化關系可知A為Na2CO3，B為NaHCO3。

Na2CO3溶液呈堿性，是由于CO32-水解造成：CO32-＋H2OHCO3-＋OH－；在同濃度的Na2CO3和NaHCO3的混合液中，由于CO32-水解程度大于HCO3-的水解程度，造成溶液中CO32-減小，HCO3-增多，所以溶液中離子濃度大小順序應為c(Na＋)＞c(HCO3-)＞c(CO32-)＞c(OH－)＞c(H＋)；當在Na2CO3和NaHCO3的混合液中滴加鹽酸時，首先Na2CO3轉化為NaHCO3，此時溶液顯堿性，當再加入鹽酸，與NaHCO3反應生成CO2，CO2部分溶解在溶液中呈酸性，所以只有少量NaHCO3存在時，溶液才有可能呈中性。所以溶質的主要成分有NaCl、NaHCO3、CO2(或H2CO3)。