【知识点详解】
1. 元素周期表结构与周期性:
- 元素周期表按照原子序数递增排列,元素周期表分为周期(电子层数)和族(价电子排布)。元素D(钠)位于第三周期,第一主族,因为其核外有3个电子层,最外层电子数为1。
2. 离子半径比较:
- 离子半径受电子层数和核电荷数影响。一般规律是:相同电子层结构的离子,核电荷数越大,离子半径越小;电子层数越多,离子半径越大。因此,C(氧)、D(钠)、F(硫)的简单离子半径由大到小的顺序为S²->O²->Na⁺。
3. 化学键类型:
- 化合物X(硝酸铵NH4NO3)中,存在离子键(铵根离子NH4⁺与硝酸根离子NO3⁻之间的键)和共价键(氮原子与氢原子、氮原子与氧原子之间的键)。
4. 阳离子检验:
- 阳离子的检验通常涉及与试剂反应生成可观察的现象。对于铵根离子NH4⁺的检验,可以利用强碱如氢氧化钠,反应生成氨气和水,离子方程式为NH4⁺ + OH⁻ → NH3↑ + H2O。
5. 酸碱反应:
- 若E为金属元素,如铝,其最高价氧化物对应水化物为Al2O3,能与强碱如氢氧化钠反应生成铝盐和水,离子方程式为Al2O3 + 2OH⁻ → 2Al + H2O。
- 若E为非金属元素,如硅,其单质能与强碱如氢氧化钠反应生成硅酸盐和氢气,离子方程式为Si + 2OH⁻ → SiO3²⁻ + H2↑。
6. 加固训练部分:
- Q、W、X、Y、Z是短周期主族元素,通过给出的信息可以推断各个元素。Q与W组成沼气主要成分的化合物,推测Q为碳(C),W为氢(H),沼气主要成分为CH4。
- 元素X的最高价氧化物的水化物与气态氢化物反应生成离子化合物甲,可能的元素是氮(N),最高价氧化物对应水化物为硝酸,气态氢化物为氨气,反应生成硝酸铵。
- W与Y组成的化合物乙是机动车排放的大气污染物之一,可能是二氧化氮(NO2)。
- Y与Z能形成电子总数为30和38的两种离子化合物,可能是硫(S)和氧(O),形成硫酸盐和硫酸氢盐。
- 丁的电子式需要具体元素信息才能确定,但通常硫酸氢盐的电子式会包含阳离子和硫酸氢根阴离子。
- WY2(如NO2)与Z2Y2(如O2S2)的反应,可能是NO2与过氧化钠(Na2O2)的反应,生成硝酸钠和氧气。
- 甲在水溶液中的水解涉及硝酸铵的水解,生成一水合氨和硝酸。
- 实验室制取氨气(XQ3,即NH3)的方法通常是氯化铵和氢氧化钙加热反应,Ca(OH)2 + 2NH4Cl → CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O。
- 标准状况下22.4 L氨气与0.5 L 1 mol·L⁻¹的硝酸反应,计算物质的量,然后根据酸碱中和反应计算溶液中剩余的物质。
以上是基于题目内容所涉及的化学知识详解,涵盖了元素周期律、离子半径比较、化学键类型、离子反应以及化合物性质等多个知识点。