Question

如圖1是部分短周期元素的常見化合價(jià)與原子序數(shù)的關(guān)系圖：

（1）元素A在周期表中的位置

 

．
（2）用電子式表示D₂G的形成過程

 

其所含化學(xué)鍵類型為

 

．
（3）C^2-、D⁺、G^2-離子半徑大小順序是

 

＞

 

＞

 

（用離子符號(hào)回答）．
（4）某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明A、B、F的非金屬性強(qiáng)弱關(guān)系（如圖2）．
①溶液a和b分別為

 

，

 

．
②溶液c中的離子方程式為

 

．
③請(qǐng)從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋非金屬性B＞A的原因

 

．
（5）將0.5mol D₂C₂投入100mL 3mol/L ECl₃溶液中，
①轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

 

．
②用一個(gè)離子方程式表示該反應(yīng)

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,非金屬在元素周期表中的位置及其性質(zhì)遞變的規(guī)律,微粒半徑大小的比較

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：由圖中化合價(jià)可知，A、F的化合價(jià)都為+4、-4價(jià)，二者同主族，且F的原子序數(shù)較大，故A為碳元素、故F為Si元素；C的化合價(jià)為-2價(jià)，沒有正化合價(jià)，故C為O元素；D的化合價(jià)為+1價(jià)，處于ⅠA族，原子序數(shù)大于O元素，故D為Na元素；E為+3價(jià)，為Al元素；R的最高正價(jià)為+6價(jià)、最低價(jià)為-2，應(yīng)為S元素；B的有+5、-3價(jià)，處于ⅤA族，原子序數(shù)介于C、O之間，則B為N元素，
（1）主族元素周期數(shù)=電子層數(shù)、主族序數(shù)=最外層電子數(shù)；
（2）Na₂S屬于離子化合物，含有離子鍵，用電子式表示形成過程，左側(cè)為Na、S原子電子式，右側(cè)為氯化鈉電子式，中間用“→”連接；
（3）電子層結(jié)構(gòu)相同核電荷數(shù)越大離子半徑越小，電子層越多離子半徑越大；
（4）由裝置圖可知，實(shí)驗(yàn)原理是利用強(qiáng)酸制備弱酸，硝酸易揮發(fā)，為防止干擾應(yīng)除去，故錐形瓶中產(chǎn)生二氧化碳，應(yīng)為硝酸與碳酸鹽反應(yīng)，溶液b吸收揮發(fā)的硝酸，應(yīng)為飽和的碳酸氫鈉，燒杯中應(yīng)是二氧化碳與硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸；
（5）①反應(yīng)中過氧化鈉起氧化劑、還原劑作用，各占一半，結(jié)合O元素化合價(jià)變化計(jì)算轉(zhuǎn)移電子；
②將0.5mol Na₂O₂投入100mL 3mol/L AlCl₃溶液中，生成NaOH1mol、0.25mol氧氣，AlCl₃溶的物質(zhì)的量為0.3mol，1：4＜n（AlCl₃）：n（NaOH）=3：10＜1：3，故生成Al（OH）₃、AlO₂^-，溶液中溶質(zhì)為偏鋁酸鈉、氯化鈉，根據(jù)電荷守恒可知反應(yīng)中n（AlO₂^-）=1mol-0.3mol×3=0.1mol，根據(jù)Al元素守恒可知，n[Al（OH）₃]=0.3mol-0.1mol=0.2mol，確定n[Al（OH）₃]：n（AlO₂^-）：n（氧氣），配平書寫．

解答： 解：由圖中化合價(jià)可知，A、F的化合價(jià)都為+4、-4價(jià)，二者同主族，且F的原子序數(shù)較大，故A為碳元素、故F為Si元素；C的化合價(jià)為-2價(jià)，沒有正化合價(jià)，故C為O元素；D的化合價(jià)為+1價(jià)，處于ⅠA族，原子序數(shù)大于O元素，故D為Na元素；E為+3價(jià)，為Al元素；R的最高正價(jià)為+6價(jià)、最低價(jià)為-2，應(yīng)為S元素；B的有+5、-3價(jià)，處于ⅤA族，原子序數(shù)介于C、O之間，則B為N元素，
（1）A為碳元素，原子有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為4，處于周期表中第二周期ⅣA族，故答案為：第二周期ⅣA族；
（2）Na₂S屬于離子化合物，含有離子鍵，用電子式表示形成過程為，
故答案為：；離子鍵；
（3）電子層結(jié)構(gòu)相同核電荷數(shù)越大離子半徑越小，電子層越多離子半徑越大，故離子半徑S^2-＞O^2-＞Na⁺，故答案為：S^2-＞O^2-＞Na⁺；
（4）由裝置圖可知，實(shí)驗(yàn)原理是利用強(qiáng)酸制備弱酸，硝酸易揮發(fā)，為防止干擾應(yīng)除去，故錐形瓶中產(chǎn)生二氧化碳，應(yīng)為硝酸與碳酸鹽反應(yīng)，溶液b吸收揮發(fā)的硝酸，應(yīng)為飽和的碳酸氫鈉，燒杯中應(yīng)是二氧化碳與硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸，
①由上述分析可知，溶液a為硝酸，溶液b為飽和NaHCO₃溶液，故答案為：硝酸；飽和NaHCO₃溶液；
②溶液c中的離子方程式為：SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-，故答案為：SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-；
③碳和氮元素處于同一周期，氮原子的核電荷數(shù)大于碳原子，原子半徑較碳原子小，氮原子核對(duì)最外層電子的吸引力更大，得電子能力更強(qiáng)，因此氮元素的非金屬性強(qiáng)于碳元素，
故答案為：碳和氮元素處于同一周期，氮原子的核電荷數(shù)大于碳原子，原子半徑較碳原子小，氮原子核對(duì)最外層電子的吸引力更大，得電子能力更強(qiáng)，；
（5）①Na₂O₂投 AlCl₃溶液中，先與水生成氫氧化鈉與氧氣，反應(yīng)中過氧化鈉起氧化劑、還原劑作用，各占一半，起還原劑的過氧化鈉中O元素化合價(jià)有-1升高為0價(jià)，故0.5molNa₂O₂費(fèi)用轉(zhuǎn)移電子為0.5mol×

1

2

×2×[0-（-1）]=0.5mol，
故答案為：0.5mol；
②將0.5mol Na₂O₂投入100mL 3mol/L AlCl₃溶液中，生成NaOH1mol、0.25mol氧氣，AlCl₃溶的物質(zhì)的量為0.3mol，1：4＜n（AlCl₃）：n（NaOH）=3：10＜1：3，故生成Al（OH）₃、AlO₂^-，溶液中溶質(zhì)為偏鋁酸鈉、氯化鈉，根據(jù)電荷守恒可知反應(yīng)中n（AlO₂^-）=1mol-0.3mol×3=0.1mol，根據(jù)Al元素守恒可知，n[Al（OH）₃]=0.3mol-0.1mol=0.2mol，故n[Al（OH）₃]：n（AlO₂^-）：n（氧氣）=0.2mol：0.1mol：0.25mol=4：2：5，反應(yīng)離子方程式為：10Na₂O₂+6Al³⁺+6H₂O=4Al（OH）₃+2AlO₂^-+5O₂↑+20Na⁺，
故答案為：10Na₂O₂+6Al³⁺+6H₂O=4Al（OH）₃+2AlO₂^-+5O₂↑+20Na⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系、半徑比較、電子式、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、氧化還原反應(yīng)計(jì)算、離子方程式的書寫等，難度中等，（4）中離子方程式書寫關(guān)鍵是確定氫氧化鋁與偏鋁酸鈉的關(guān)系，也可以用方程式進(jìn)行過量計(jì)算解答．