Question

有兩種位于短周期的相鄰周期、相鄰主族的非金屬元素X、Y，已知兩元素最高價氧化物的水化物均為強酸。根據下圖轉化關系(反應條件及部分產物已略去)，回答下列問題：

(1)若A、B、C、D均為含X元素的化合物，且A、F的一個分子中都只含有10個電子，則：
①A分子的空間構型為        ，F分子的電子式為          。
②反應 I 的化學方程式為               。
③化合物NaX₃是合成“達菲”的中間活性物質，也是汽車安全氣囊中的主要物質。NaX₃受撞擊后生成Na₃X和另一種氣體單質，請寫出該反應的化學方程式              。
④ X的氧化物是形成光化學煙霧原因之一，工業上可采用它與其氫化物反應生成無毒害物質而除去，請用方程式表示該反應                          。
(2)若A、B、C、D均為含Y元素的化合物，其中A由兩種元素組成，且A的摩爾質量為120g·mol^–1，則：
①將反應IV所得的溶液加熱蒸干得到的晶體屬于          晶體(填“離子”、“分子”、“原子”)
②反應 I 的化學方程式為                        。
③含Y元素的化合物Na₂Y和次氯酸鈉溶液在強堿性環境中能發生反應，產物無沉淀，請寫出該反應的離子反應方程式                                         。

Answer 1

(1)①三角錐形(1分)      H:O:H   ② 4NH₃ + 5O₂4NO + 6H₂O(2分)  ③3NaN₃ = 4N₂↑ + Na₃N(2分)   ④6NO₂ + 8NH₃ = 7N₂ + 12H₂O或6NO + 4NH₃ = 5N₂ + 6H₂O 或 6NO_x + 4xNH₃ = (3+2x)N₂ + 6xH₂O(2分)
(2)①離子(1分)    ②4FeS₂ + 11O₂2Fe₂O₃ + 8SO₂(2分)    ③S^2– + 4ClO^– = SO₄^2– + 4Cl^–(2分)

試題分析：位于相鄰周期、相鄰主族、最高價氧化物的水化物均為強酸的兩種短周期非金屬元素，只能是氮元素和硫元素。
(1)由A的一個分子中都只含有10個電子可知X為是N元素，結合轉化關系圖可推知A為NH₃，B、C、D、E、F分別為NO、NO₂、HNO₃、O₂和H₂O。①NH₃的空間構型為三角錐形，H₂O的電子式為H:O:H。②反應Ⅰ為氨氣的催化氧化，生成NO和H₂O。③NaX₃為NaN₃，受撞擊后生成Na₃N和N₂。④氮的氧化物(NO、NO₂等)都可以與NH₃反應生成無毒害的物質N₂和H₂O。
(2)Y為硫元素，則B、C、D分別為SO₂、SO₃和H₂SO₄，由A+O₂→SO₂且A的摩爾質量為120g·mol^–1可推知A為FeS₂(硫鐵礦主要成分)。①反應IV為銅與濃硫酸的反應，將溶液蒸干可得到硫酸銅晶體，硫酸銅晶體屬于離子晶體。②反應Ⅰ為FeS₂與O₂反應生成Fe₂O₃和SO₂。③ClO^–具有強氧化性，其還原產物為Cl^–，因產物無沉淀，所以S^2–的氧化產物不是單質硫，只能是SO₄^2–(SO₃^2–還可進一步被氧化)，故該反應的離子方程式為：S^2– + 4ClO^– = SO₄^2– + 4Cl^–。