Question

（2008?德陽模擬）A、B、C、D四種短周期元素，原子序數依次增大；A和C能形成一種分子X或一種帶一個單位正電荷的陽離子Y；B元素的原子最外層電子數是次外層電子數的2倍；C、D在元素周期表中處于相鄰的位置，它們的單質在常溫下均為無色氣體．請回答下列問題：
（1）A、B的元素符號分別是

H

、

C

．
（2）Y水解的離子方程式是

NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺

．
（3）將12gB單質在空氣中充分燃燒，所得氣體通入1L1.5mol/LNaOH溶液中，完全吸收后，溶液中所有離子的物質的量濃度由大到小的順序是

c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）

．
（4）常溫常壓下由兩種氣體組成的混合氣體Z．已知Z中只含有A、B兩種元素，且不論這兩種氣體以何種比例混合，該混合氣體中A、B元素的質量比總大于

1

3

．由此可確定氣體Z是由

H₂

和

CH₄

．（填寫氣體的分子式）組成的混合物．

Answer 1

分析：A、B、C、D四種短周期元素，原子序數依次增大；B元素的原子最外層電子數是次外層電子數的2倍，因為最外層電子數不超過8個，則B元素的次外層是第一電子層，所以B是C元素，C、D在元素周期表中處于相鄰的位置，它們的單質在常溫下均為無色氣體，且C的原子序數小于D，則C是N元素，D是O元素，A和C能形成一種分子X或-種+1價陽離子Y，則A是H元素，X是NH₃，Y是NH₄⁺，結合物質的性質來分析解答．

解答：解：A、B、C、D四種短周期元素，原子序數依次增大；B元素的原子最外層電子數是次外層電子數的2倍，因為最外層電子數不超過8個，則B元素的次外層是第一電子層，所以B是C元素，C、D在元素周期表中處于相鄰的位置，它們的單質在常溫下均為無色氣體，且C的原子序數小于D，則C是N元素，D是O元素，A和C能形成一種分子X或-種+1價陽離子Y，則A是H元素，X是NH₃，Y是NH₄⁺，
（1）通過以上分析知，A是H元素，B是C元素，
故答案為：H、C； 
（2）銨根離子是弱根離子，在水溶液里以水解而使其溶液呈酸性，水解離子方程式為：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；
（3）12gC的物質的量=

12g

12g/mol

=1mol，根據碳原子守恒得n（CO₂）=n（C）=1mol，n（NaOH）=1.5mol/L×1L=1.5mol，1＜

n(NaOH)

n(CO2)

＜2，所以二氧化碳和氫氧化鈉反應后的溶液中存在碳酸鈉和碳酸氫鈉，
設n（Na₂CO₃）=xmol，n（NaHCO₃）=ymol，根據鈉原子和碳原子守恒得：

x+y=1 2x+y=1.5

解得

x=0.5 y=0.5

，
根據物料守恒知c（Na⁺）最大，碳酸根離子水解程度大于碳酸氫根離子，所以c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），水解后溶液呈堿性，所以c（OH^-）＞c（H⁺），弱根離子水解程度較小，所以c（CO₃^2-）＞c（OH^-），則離子濃度大小順序是c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）混合氣體中A、B元素的質量比總大于

1

3

，
設A元素的質量是x，B元素的質量是y，
則其物質的量之比=

x

1

：

y

12

=12x：y＞4，則混合氣體中A、B的原子個數之比大于4，且兩者物質都是氣體，由此可確定氣體Z是由H₂和CH₄組成，
故答案為：H₂和CH₄．

點評：本題考查了元素位置結構和性質的相互關系，正確推斷元素是解本題關鍵，結合鹽類水解、原子守恒來分析解答，難點是（4），根據其質量之比計算其物質的量之比，利用平均化學式來分析解答，難度中等．