A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素，其中除F外均为短周期主族元素．常温下A、B、C的常见单质

Question

A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素，其中除F外均为短周期主族元素．常温下A、B、C的常见单质均为无色、无味的气体，D、E、F的单质均为固体，且F单质是目前世界上使用量最大的金属．A是所有元素中原子半径最小的元素，C与E同主族，且E的原子序数为C的2倍，D的最外层电子数比最内层多1个．请用化学用语回答下列问题：（1）C的离子结构示意图为______；D与E两元素的离子半径：D______E（填“＞”、“＜”或“=”）．（2）由A与碳元素组成的原子个数比3：1的最简化合物的结构简式为______．（3）A与C形成的10电子阴离子与A与E形成的18电子阴离子反应的离子方程式为______．（4）B的最高价氧化物的水化物与其氢化物反应生成的盐的水溶液的PH______7（填“＞”、“＜”或“=”）．化合物AB3是一种无色的液态物质，受撞击会分解成两种单质，请写出该反应的化学方程式______．（5）已知一定条件下，D单质与氧化物F3O4反应时，放出大量的热且使F单质熔化．试写出该反应的化学方程式______．（6）上述元素中的五种元素可形成一种复盐，三种离子个数比为1：1：2，若向该盐溶液中逐滴加入浓NaOH溶液时，先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解；同时有刺激性气味的气体放出；若加入盐酸酸化的BaCl2溶液，也有白色沉淀产生．则该复盐的化学式为______．

Answer 1

常温下A、B、C的单质均为无色、无味的气体，常见单质均为无色无味的气体有H₂、N₂、O₂；F单质是目前世界上使用量最大的金属，说明F为铁；A是所有元素中原子半径最小的元素，说明A是氢元素；C与E同主族，且E的原子序数为C的2倍，在主族中只有氧和硫，氧的原子序数为8，硫的原子序数为16；D的最外层电子数比最内层多1个，A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素，C为氧，说明D在第三周期，则D原子的核外有三个电子层，第一电子层排2个电子，最外层即第三层应排3个电子，则核外电子数为13，即为铝．故A为H、B为N、C为O、D为Al、E为S、F为Fe．
（1）氧原子最外层排布6个电子，得到两个电子后形成O^2-，O^2-离子结构示意图为．微粒半径大小比较看电子层数，电子层数越多，半径越大，D离子是Al³⁺与E离子是S^2-，Al³⁺离子结构示意图为，S^2-离子结构示意图为，Al³⁺核外2个电子层，S^2-核外3个电子层，故离子半径：Al³⁺＜S^2-，
故答案为：；＜；
（2）A是氢元素，由H与碳元素组成的原子个数比3：1的化合物的最简式为CH₃，再结合烷烃通式：C_nH_2n+2分析：
设该化合物的分子式为（CH₃）n，n=1，分子式为CH₃，不符合烷烃通式；n=2，分子式为C₂H₆，为乙烷，符合烷烃通式；n=3，分子式为C₃H₉，不符合烷烃通式；故可确定该化合物为乙烷C₂H₆，结构简式为CH₃-CH₃．
故答案为：CH₃-CH₃；
（3）H与O形成的10电子阴离子是OH^-，H与S形成的18电子阴离子是HS^-，HS^-是酸式根离子，可与OH^-反应，反应的离子方程式为HS^-+OH^-═S^2-+H₂O，
故答案为：HS^-+OH^-═S^2-+H₂O；
（4）B是N元素，氮的最高价氧化物的水化物是HNO₃，氮的氢化物是NH₃，HNO₃与NH₃反应生成的盐是NH₄NO₃，为强酸弱碱盐．根据盐类水解原理解题，强酸弱碱盐水解呈酸性，所以NH₄NO₃水溶液呈酸性，pH＜7．
化合物AB₃是HN₃，根据题意，受撞击会分解成两种单质，只能是H₂和N₂．根据反应物和生成物写出方程式再配平即得2HN₃═H₂↑+3N₂↑，
故答案为：＜；2HN₃=H₂↑+3N₂↑；
（5）D单质是Al，与氧化物F₃O₄反应时，放出大量的热且使Fe单质熔化，该反应为铝热反应，根据反应物和生成物写出方程式再配平即得8Al+3Fe₃O₄

高温  .

4Al₂O₃+9Fe，
故答案为：8Al+3Fe₃O₄

高温  .

4Al₂O₃+9Fe；
（6）复盐指由两种阳离子和一种酸根离子组成的盐，向该盐溶液中逐滴加入浓NaOH溶液时，先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，说明含有Al³⁺，反应为Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓、
Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．同时有刺激性气味的气体放出，说明含有NH₄⁺，反应为NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O．加入盐酸酸化的BaCl₂溶液，也有白色沉淀产生，说明酸根离子是SO₄^2-，反应为
SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓．故该复盐中含NH₄⁺、Al³⁺、SO₄^2-．根据三种离子个数比为1：1：2，结合化合价代数和等于零即可确定该复盐的化学式为NH₄Al（SO₄）₂，
故答案为：NH₄Al（SO₄）₂．