Question

【题目】图1是部分短周期元素的常见化合价与原子序数的关系图：

（1）画出元素F的原子结构示意图 ．
（2）从上述元素中选取两种元素形成既含离子键又含共价键的化合物，该化合物的电子式为 ．
（3）这些元素中，最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的化合物分子式为 ．
（4）C、D、G对应的简单离子半径由小到大的顺序是 ． （用离子符号回答）
（5）某同学设计实验装置如图2，证明A、B、F的非金属性强弱关系：
①溶液a和溶液b分别为 ， ．
②溶液c中的离子反应方程式为 ．
③请从原子结构的角度解释非金属性B＞A的原因
（6）将1mol D2C2投入200mL 3mol/L EH3溶液中，
①转移电子的物质的量为 ．
②用一个化学反应方程式表示该反应

Answer 1

【答案】
（1）
（2）
（3）HClO4
（4）Na+＜O2﹣＜S2﹣
（5）硝酸；饱和NaHCO3溶液；SiO32﹣+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32﹣；碳和氮元素处于同一周期，氮原子的核电荷数大于碳原子，原子半径较碳原子小，氮原子核对最外层电子的吸引力更大，得电子能力更强
（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价，处于ⅣA族，且原子序数A＜F，故A为碳、F为Si；C、G均有﹣2价，且G有+6，G的原子序数较大，故C为O元素、G为S元素；B有+5、﹣3价，原子序数介于碳、氧之间，故B为N元素；H有+7、﹣1价，原子序数大于硫，则H为Cl；D有+1价，E有+3价，分别处于ⅠA族、ⅢA族，原子序数：氧＜D＜E＜Si，故D为Na，E为Al．
（1.）Si原子核外电子数为14，有3个电子层，各层电子数为2、8、4，原子结构示意图为： ，所以答案是： ；
（2.）两种元素形成既含离子键又含共价键的化合物为Na2O2等，过氧化钠的电子式为 ，所以答案是： ；
（3.）这些元素中，最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的化合物为HClO4 ， 所以答案是：HClO4；
（4.）电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，离子的电子层越多离子半径越大，故离子半径：Na+＜O2﹣＜S2﹣ ， 所以答案是：Na+＜O2﹣＜S2﹣；
（5.）由装置图可知，实验原理是利用强酸制备弱酸，硝酸易挥发，为防止干扰应除去，故锥形瓶中产生二氧化碳，应为硝酸与碳酸盐反应，溶液b吸收挥发的硝酸，应为饱和的碳酸氢钠，烧杯中应是二氧化碳与硅酸钠反应生成硅酸，①由上述分析可知，溶液a为硝酸，溶液b为饱和NaHCO3溶液，所以答案是：硝酸；饱和NaHCO3溶液；②溶液c中的离子方程式为：SiO32﹣+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32﹣ ， 所以答案是：SiO32﹣+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32﹣；③碳和氮元素处于同一周期，氮原子的核电荷数大于碳原子，原子半径较碳原子小，氮原子核对最外层电子的吸引力更大，得电子能力更强，因此氮元素的非金属性强于碳元素，所以答案是：碳和氮元素处于同一周期，氮原子的核电荷数大于碳原子，原子半径较碳原子小，氮原子核对最外层电子的吸引力更大，得电子能力更强；
（6.）①Na2O2投 AlCl3溶液中，先与水生成氢氧化钠与氧气，反应中过氧化钠起氧化剂、还原剂作用，各占一半，起还原剂的过氧化钠中O元素化合价有﹣1升高为0价，故1molNa2O2费用转移电子为1mol× ×2×[0﹣（﹣1）]=1mol，所以答案是：1mol；②将1mol Na2O2投入200mL 3mol/L AlCl3溶液中，生成2mol NaOH、0.5mol氧气，AlCl3溶的物质的量为0.2L×3mol/L=0.6mol，1：4＜n（AlCl3）：n（NaOH）=3：10＜1：3，故生成Al（OH）3、NaAlO2 ， 溶液中溶质为偏铝酸钠、氯化钠，根据电荷守恒可知反应中n（AlO2﹣）=2mol﹣0.6mol×3=0.2mol，故n（AlO2﹣）=n（NaAlO2）=0.2mol，根据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（氧气）=0.4mol：0.2mol：0.5mol=4：2：5，反应方程式为：10Na2O2+6H2O+6AlCl3=2NaAlO2+4Al（OH）3↓+18NaCl+5O2 ， 所以答案是：10Na2O2+6H2O+6AlCl3=2NaAlO2+4Al（OH）3↓+18NaCl+5O2 ．