Question

【題目】圖1是部分短周期元素的常見化合價與原子序數的關系圖：

（1）畫出元素F的原子結構示意圖 ．
（2）從上述元素中選取兩種元素形成既含離子鍵又含共價鍵的化合物，該化合物的電子式為 ．
（3）這些元素中，最高價氧化物對應的水化物中酸性最強的化合物分子式為 ．
（4）C、D、G對應的簡單離子半徑由小到大的順序是 ． （用離子符號回答）
（5）某同學設計實驗裝置如圖2，證明A、B、F的非金屬性強弱關系：
①溶液a和溶液b分別為 ， ．
②溶液c中的離子反應方程式為 ．
③請從原子結構的角度解釋非金屬性B＞A的原因
（6）將1mol D2C2投入200mL 3mol/L EH3溶液中，
①轉移電子的物質的量為 ．
②用一個化學反應方程式表示該反應

Answer 1

【答案】
（1）
（2）
（3）HClO4
（4）Na+＜O2﹣＜S2﹣
（5）硝酸；飽和NaHCO3溶液；SiO32﹣+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32﹣；碳和氮元素處于同一周期，氮原子的核電荷數大于碳原子，原子半徑較碳原子小，氮原子核對最外層電子的吸引力更大，得電子能力更強
（6）1mol；10Na2O2+6H2O+6AlCl3=2NaAlO2+4Al（OH）3↓+18NaCl+5O2
【解析】解：短周期元素中，A、F均有+4、﹣4價，處于ⅣA族，且原子序數A＜F，故A為碳、F為Si；C、G均有﹣2價，且G有+6，G的原子序數較大，故C為O元素、G為S元素；B有+5、﹣3價，原子序數介于碳、氧之間，故B為N元素；H有+7、﹣1價，原子序數大于硫，則H為Cl；D有+1價，E有+3價，分別處于ⅠA族、ⅢA族，原子序數：氧＜D＜E＜Si，故D為Na，E為Al．
（1.）Si原子核外電子數為14，有3個電子層，各層電子數為2、8、4，原子結構示意圖為： ，所以答案是： ；
（2.）兩種元素形成既含離子鍵又含共價鍵的化合物為Na2O2等，過氧化鈉的電子式為 ，所以答案是： ；
（3.）這些元素中，最高價氧化物對應的水化物中酸性最強的化合物為HClO4 ， 所以答案是：HClO4；
（4.）電子層結構相同的離子，核電荷數越大離子半徑越小，離子的電子層越多離子半徑越大，故離子半徑：Na+＜O2﹣＜S2﹣ ， 所以答案是：Na+＜O2﹣＜S2﹣；
（5.）由裝置圖可知，實驗原理是利用強酸制備弱酸，硝酸易揮發，為防止干擾應除去，故錐形瓶中產生二氧化碳，應為硝酸與碳酸鹽反應，溶液b吸收揮發的硝酸，應為飽和的碳酸氫鈉，燒杯中應是二氧化碳與硅酸鈉反應生成硅酸，①由上述分析可知，溶液a為硝酸，溶液b為飽和NaHCO3溶液，所以答案是：硝酸；飽和NaHCO3溶液；②溶液c中的離子方程式為：SiO32﹣+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32﹣ ， 所以答案是：SiO32﹣+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32﹣；③碳和氮元素處于同一周期，氮原子的核電荷數大于碳原子，原子半徑較碳原子小，氮原子核對最外層電子的吸引力更大，得電子能力更強，因此氮元素的非金屬性強于碳元素，所以答案是：碳和氮元素處于同一周期，氮原子的核電荷數大于碳原子，原子半徑較碳原子小，氮原子核對最外層電子的吸引力更大，得電子能力更強；
（6.）①Na2O2投 AlCl3溶液中，先與水生成氫氧化鈉與氧氣，反應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元素化合價有﹣1升高為0價，故1molNa2O2費用轉移電子為1mol× ×2×[0﹣（﹣1）]=1mol，所以答案是：1mol；②將1mol Na2O2投入200mL 3mol/L AlCl3溶液中，生成2mol NaOH、0.5mol氧氣，AlCl3溶的物質的量為0.2L×3mol/L=0.6mol，1：4＜n（AlCl3）：n（NaOH）=3：10＜1：3，故生成Al（OH）3、NaAlO2 ， 溶液中溶質為偏鋁酸鈉、氯化鈉，根據電荷守恒可知反應中n（AlO2﹣）=2mol﹣0.6mol×3=0.2mol，故n（AlO2﹣）=n（NaAlO2）=0.2mol，根據Al元素守恒可知，n[Al（OH）3]=0.6mol﹣0.2mol=0.4mol，故n[Al（OH）3]：n（NaAlO2）：n（氧氣）=0.4mol：0.2mol：0.5mol=4：2：5，反應方程式為：10Na2O2+6H2O+6AlCl3=2NaAlO2+4Al（OH）3↓+18NaCl+5O2 ， 所以答案是：10Na2O2+6H2O+6AlCl3=2NaAlO2+4Al（OH）3↓+18NaCl+5O2 ．