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20.X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种不同主族短周期元素,已知四种元素原子的最外层电子数之和为12,X原子的半径最大,只有W是非金属元素.请回答:
(1)Y元素在周期表中的位置是第三周期第ⅡA族.
(2)四种元素的简单离子中,半径最小的是Al3+离子(填具体的离子符号)
(3)用化学方程式表示工业上获得X单质的方法是2NaCl(熔融)$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Na+Cl2↑.
(4)Z、W的最高价氧化物对应的水化物恰好反应得到溶液显酸性,用离子方程式解释其原因Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+.
(5)0.1mol/L的X、W组成的化合物溶液中,离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+).
(6)甲是X元素最高价氧化物对应的水化物,将常温下pH=a的甲溶液加热至90℃,其pH值将减小(填“增大”“减小”或“不变”).
常温下,向1Lamol/L的醋酸溶液中加入bg甲固体,反应后溶液呈中性,则醋酸的电离常数Ka=$\frac{2.5b×1{0}^{-6}}{(1000a-25b)}$(用含a、b字母的代数式表示,体积变化忽略不计)

分析 X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种不同主族短周期元素,X原子的半径最大,只有W是非金属元素,只能为第三周期元素,则X为Na、Y为Mg、Z为Al,四种元素原子的最外层电子数之和为12,则W原子最外层电子数为12-1-2-3=6,故W为S元素,据此解答.

解答 解:X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种不同主族短周期元素,X原子的半径最大,只有W是非金属元素,只能为第三周期元素,则X为Na、Y为Mg、Z为Al,四种元素原子的最外层电子数之和为12,则W原子最外层电子数为12-1-2-3=6,故W为S元素.
(1)Y为Mg元素,处于周期表中第三周期第ⅡA族,故答案为:第三周期第ⅡA族;
(2)电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,离子电子层越多离子半径越大,故离子半径:S2->Mg2->Mg2+>Al3+,
故答案为:Al3+;
(3)工业上电解熔融氯化钠生成钠,反应方程式为:2NaCl(熔融)$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Na+Cl2↑,
故答案为:2NaCl(熔融)$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Na+Cl2↑;
(4)Z、W的最高价氧化物对应的水化物分别为Al(OH)3、H2SO4,二者恰好反应得到Al2(SO4)3,溶液中铝离子水解:Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+,破坏水的电离平衡,溶液呈酸性,
故答案为:酸性;Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+;
恰好反应得到溶液显
(5)X、W组成的化合物为Na2S,0.1mol/L Na2S溶液中,硫离子分步水解,溶液呈碱性,溶液中氢氧根离子源于硫离子、硫氢根离子水解以及水的电离,则离子浓度由大到小的顺序为:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+),
故答案为:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+);
(6)甲是X元素最高价氧化物对应的水化物,则甲为NaOH,将常温下pH=a的甲溶液加热至90℃,溶液中氢氧化钠浓度不变,但Kw增大,溶液中氢离子浓度增大,则溶液pH值将减小;
常温下,向1L amol/L的醋酸溶液中加入bg甲固体,反应后溶液呈中性,则溶液中c(OH-)=c(H+)=10-7mol/L,c(Na+)=c(CH3COO-)=$\frac{\frac{bg}{40g/mol}}{1L}$=0.025b mol/L,溶液中c(CH3COOH)=(a-0.025 b)mol/L,则醋酸的电离常数Ka=$\frac{c({H}^{+})×c(C{H}_{3}CO{O}^{-})}{c(C{H}_{3}COOH)}$=$\frac{1{0}^{-7}×0.025b}{(a-0.025b)}$=$\frac{2.5b×1{0}^{-6}}{(1000a-25b)}$,
故答案为:减小;$\frac{2.5b×1{0}^{-6}}{(1000a-25b)}$.

点评 本题考查结构性质位置关系应用,涉及微粒半径比较、金属冶炼、盐类水解、离子浓度大小比较、电离平衡常数计算等,是基础知识的综合考查,(6)中关键利用电荷守恒判断钠离子与醋酸根离子浓度关系.

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②向溶液甲中通过量的二氧化碳气体,生成白色沉淀,沉淀经过滤,洗涤灼烧后,得到1.02g固体.
③第二份加足量的氯化钡溶液后,生成白色沉淀,沉淀经盐酸充分洗涤,干燥,得到11.65g固体.
据此,该同学得到的结论正确的是(  )
A.实验①中产生的气体为氨气,并可得原溶液中c(NH4+)=0.2 mol•L-1
B.实验③中的白色沉淀中一定有BaSO4,无BaCO3
C.原溶液中一定有K+,且c(K+)=0.4 mol•L-1
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C.X、Y、Z、W的原子半径依次减小
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10.下图所示的实验操作中,正确的是(  )
A.
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C.
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D.
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