现有A、B、C、D、E、F六种短周期元素,其中B,C、D、E四种元素在化学反应中均能形成简单的阴、阳离子,且B、C、D离子具有相同的电子层结构。已知:
①A是形成物质种类最多的元素,F和A同主族;
②C的氢化物分子G是具有10电子的微粒,且可以发生下图转化:
③E和D是同主族元素;
④B和D可形成个数比为1:1和2:1的离子化合物X和Y。
请回答下列问题:
(1)B与D形成离子化合物Y具有漂白性,写出Y的电子式______,该化合物和元素A的最高价氧化物O反应的化学方程式为:__________;一定量的Y与O反应后得到的固体物质,能恰好与含400 mL 2 mol/L的稀盐酸反应,并收集到0.25 mol气体,则该固体物质的组成为________(用物质的量表示)。
(2)G气体的检验方法为_________;13.44 L气体G(标准状况下测定)按照上图转化方式可以获得M物质的量分别为__________mol。
(3)某化学兴趣小组欲采用右图装置证明A、C、F三种元素性质的递变性,其中甲装置中锥形瓶内所加试剂为石灰石:
①甲装置中发生反应的离子方程式为________________;
②乙装置中应添加的试剂为______________;
③丙装置中可能发生的实验现象为___________________________。
【答案】2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 0.1mol碳酸钠和0.3mol过氧化钠 用湿润的红色石蕊试纸靠近气体,若试纸变蓝说明有氨气存在(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近气体,若产生白烟则说明有氨气存在) 0.4 CaCO3+2H+= Ca2++ H2O+CO2↑ 饱和NaHCO3溶液 产生白色胶状沉淀
【解析】考查元素的推断以及非金属性强弱的比较,①A是形成物质种类最多的元素,即A为C,F和A同主族,则F为Si;④B和D形成个数比为1:1和2:1的离子化合物,即为Na2O2和Na2O,因此B为Na,D为O,②因为B、C、D所形成的离子具有相同电子层结构,即B为Na,其离子符号为Na+,C的氢化物分子G是具有10电子微粒,也能发生题目中所给转化关系,即C为N,③E和D同主族元素,则E为S,(1)形成的化合物具有漂白性,即为Na2O2,其电子式为 ;Na2O2与CO2的反应,其反应方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;Na2O2与CO2反应得到固体物质可能是Na2CO3,也可能是Na2CO3.Na2O2,假设全部是Na2CO3,发生Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+2H2O,求出消耗的HCl物质的量为0.25×2mol=0.5mol<400×10-3×2mol=0.8mol,不符合两者恰好完全反应,因此固体应是Na2CO3.Na2O2,设Na2O2的物质的量xmol,Na2CO3的物质的量为ymol,根据元素守恒则有,2x+2y=400×10-3×2,根据产生的气体,得出x/2+2y=0.25,记得x=0.3mol,y为0.1mol;(2)G为NH3,检验氨气的方法是:用湿润的红色石蕊试纸靠近气体,若试纸变蓝说明有氨气存在(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近气体,若产生白烟则说明有氨气存在);4NH3+5O24NO+6H2O,2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO,建立关系式为:4NH3~4NO~4NO2~8/3HNO3,因此产生硝酸的物质的量为13.44×8/(22.4×3×4)mol=0.4mol;(3)比较C、N、Si的非金属性,一般采用的是比较它们最高价氧化物的水化物的酸性,①中分液漏斗中盛放硝酸,甲装置中发生的反应是CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O;②装置乙的作用是除去CO2中混有HNO3,因此装置乙中盛放的饱和碳酸氢钠溶液;③碳酸的酸性强于硅酸,发生Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3,有白色胶状沉淀产生。