Question

15．A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素，其中仅含有一种金属元素，A和D最外层电子数相同；B、C和E在周期表中相邻，且C、E同主族．B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数，A和C可形成两种常见的液态化合物．
请回答下列问题：
（l）B的原子结构示意图；
（2）C、D、E三种原子对应的离子半径由大到小的顺序是S^2-＞O^2-＞Na⁺ （填具体离子符号）；由A、B、C三种元素按  4：2：3组成的化合物所含的化学键类型属于离子键、共价键． 
（3）用某种废弃的金属易拉罐与 A、C、D组成的化合物溶液反应，该反应的离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（4）C和E两元素相比较，非金属性较强的是氧（填“元素名称”），可以验证该结论的是CD （填“序号”）．
A．比较这两种元素的气态氢化物的沸点
B．比较这两种元素的单质在常温下的状态
C．比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
D．比较这两种元素的单质与氢气化合的难易
（5）A、C两元素的单质与熔融K₂CO₃组成的燃料电池，其负极反应式H₂+CO₃^2--2e^-=CO₂↑+H₂O；用该电池电解lLlmol/LNaCl溶液，当消耗标准状况下1．l2LA₂时，NaCl溶液的pH=13   （假设电解过程中溶液的体积不变）

Answer 1

分析 A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素，其中仅含有一种金属元素，A和C可形成两种常见的液态化合物，则A为H元素、C为O元素，二者形成的液态化合物为H₂O、H₂O₂，A和D最外层电子数相同，二者同主族，结合原子序数可知，D为Na；B、C和E在周期表中相邻，且C、E同主族，B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数，则B、C最外层电子数分别为5、6，可推知B为N元素、C为O元素、E为S元素，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素，其中仅含有一种金属元素，A和C可形成两种常见的液态化合物，则A为H元素、C为O元素，二者形成的液态化合物为H₂O、H₂O₂，A和D最外层电子数相同，二者同主族，结合原子序数可知，D为Na；B、C和E在周期表中相邻，且C、E同主族，B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数，则B、C最外层电子数分别为5、6，可推知B为N元素、C为O元素、E为S元素．
（l）B为N元素，原子结构示意图为，故答案为：；
（2）C、D、E三种原子对应的离子分别为O^2-、Na⁺、S^2-，电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，电子层越多离子半径越大，故离子半径：S^2-＞O^2-＞Na⁺；
由H、N、O三种元素按 4：2：3组成的化合物为NH₄NO₃，所含的化学键有：离子键、共价键，
故答案为：S^2-＞O^2-＞Na⁺；离子键、共价键；
（3）金属易拉罐含有金属Al，A、C、D组成的化合物为NaOH，二者该反应的离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（4）氧与硫同主族，从上到下非金属性在减弱，则非金属性O＞S，
A．沸点属于物理性质，不能比较元素的非金属性强弱，故A错误；
B．单质的状态属于物理性质，不能比较元素的非金属性强弱，故B错误；
C．气态氢化物的稳定性，元素的非金属性越强，可以利用氢化物稳定性比较，故C正确；
D．元素的单质与氢气化合的越容易，单质越活泼，元素的非金属性越强，故D正确；
故答案为：氧；CD；
（5）氢气、氧气与熔融K₂CO₃，组成的燃料电池，氢气在负极放电，在熔融碳酸钾条件下生成二氧化碳与水，电解反应式为：H₂+CO₃^2--2e^-=CO₂↑+H₂O；
用该电池电解1L 1mol/LNaCl溶液，当消耗标准状况下1.12LH₂时，氢气的物质的量=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，生成的NaOH物质的量=0.05mol×2=0.1mol，故n（OH^-）=0.1mol/L，则c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{0.1}$=10^-13，故l溶液的pH=-lg10^-13=13，
故答案为：H₂+CO₃^2--2e^-=CO₂↑+H₂O；13．

点评 本题考查结构性质位置关系综合应用，推断元素是解题关键，涉及原子结构示意图、微粒半径比较、化学键、原电池与电解、化学计算、非金属性比较等，难度中等，是对知识综合运用与学生能力考查，难度中等．