Question

有A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的核电荷数按C、A、B、D、E的顺序增大，C、D都能分别与A按原子个数比为1：1或2：1形成化合物．CB可与EA₂反应生成C₂A与气态物质EB₄．EB₄蒸气的密度是相同条件下空气密度的
3.586倍，
（1）指出A在周期表中的位置

 

；
（2）写出D₂A₂的电子式

 

，写出CB与EA₂反应的化学方程式

 

；
（3）如表是不同物质中的键长和键能的数据，其中a、b、d未知，通过表中的数据分析，估计出a、b、c、d的大小顺序为

 

共价键	C-C	C=C	C≡C	C-O	C=O	H-F	N=N	N≡N
键长（nm）	0.154	0.134	0.120	0.143	0.122	0.092	0.120	0.110
键能（kJ/mol）	a	b		358	c=805	569	d

氟和氟盐是化工原料，由于氟气性质活泼，很晚才制取出来．
（4）不能通过电解纯净的液态HF获得F₂，其原因是

 

；但电解液态KHF₂时，两极分别得到F₂和H₂，则F₂在电解池的

 

极产生．
（5）利用化学反应也能制取氟，请配平下列化学方程式：

 

K₂MnF₆+

 

SbF₅→

 

KSbF₆+

 

MnF₃+

 

F₂↑
（6）一定浓度的HF和Al（SO₄）₃混合液中，铝的各种微粒含量f随pH的分布曲线如图．用NaOH使混合液的PH从5调整到7，写出有关反应的离子方程式：

 

．

Answer 1

考点：键能、键长、键角及其应用,氧化还原反应方程式的配平,电解原理

专题：化学键与晶体结构,电化学专题

分析：A、B、C、D、E五种短周期元素，核电荷数按C、A、B、D、E的顺序增大．C、D都能分别与A按原子个数比为1：1或2：1形成化合物，据此得知A为氧，C、D为氢或钠，依据原子半径大小可知C为氢，D为钠；CB可与EA₂反应生成C₂A和气态物质EB₄；该反应为4HF+SiO₂═2H₂O+SiF₄↑，EB₄蒸气的密度是相同条件下空气密度的3.586倍，故M（EB₄）=3.586×29=104，经验证E为Si元素符合条件，则B为F元素，然后利用元素及其单质、化合物的性质来解答即可．

解答： 解：依据分析可知：A为氧，B为氟，C为氢，D为钠，E为硅，
（1）A为氧，O处于元素周期表中第二周期第ⅥA族，故答案为：第二周期第ⅥA族；（2）D₂A₂为Na₂O₂，Na₂O₂是钠离子和过氧根离子构成的离子化合物，钠离子失电子形成阳离子，过氧根离子得到电子形成阴离子，电子式为，HF与SiO₂反应生成四氟化硅和水，反应的化学方程式
为：4HF+SiO₂=SiF₄+2H₂O，故答案为：；4HF+SiO₂=SiF₄+2H₂O；
（3）依据C-O和C=O的键长与键能得知：键长越大，键能越小，由于在同一周期中，原子半径C＞N＞O，且C-C、C=C、C=O、N=N的键长分别为：0.154＞0.134＞0.122＞0.120，故C-C、C=C、C=O、N=N的键能大小分别为：C-C＜C=C＜C=O＜N=N，即a＜b＜c＜d，故答案为：d＞c＞b＞a；
（4）电解物质时需要物质在液态是能导电，而氟化氢是共价化合物，纯液体时不电离，所以不能通过电解纯净的液态HF获得F₂，电解池阳极上发生的是失电子的氧化反应，电极反应式为HF₂^--2e^-=F₂+H⁺，
故答案为：氟化氢是共价化合物纯液态时不电离；阳；
（5）K₂MnF₆和SbF₅在一定条件下发生反应也能制取氟，同时生成KSbF₆ 和MnF₃，依据化合价升高和降低相同即电子守恒，Mn元素化合价降低从+4价变化为+3价，F元素的化合价升高从-1价变化为0价，依据原子守恒、电子守恒配平方程式为：2K₂MnF₆+4SbF₅=4KSbF₆+2MnF₃+F₂↑，故答案为：2；4；4；2；1；
（6）由图可知溶液pH=5时，混合液中铝的微粒为AlF₂⁺、AlF₃，pH值=7时，铝的微粒为Al（OH）₃，即AlF₂⁺、AlF₃与OH^-反应生成Al（OH）₃、F^-，反应离子方程式为AlF₂⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓+2F^-、AlF₃+3OH^-=Al（OH）₃↓+3F^-，故答案为：AlF₂⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓+2F^-、AlF₃+3OH^-=Al（OH）₃↓+3F^-．

点评：本题主要考查的是元素的推断以及电解原理的应用、氧化还原反应的配平方法和概念分析应用以及弱电解质的电离等知识，综合性较强，题目难度中等．