Question

（2010?合肥三模）以下是一些元素的信ο，其中有一种元素不在短周期．根据信ο完成问题：

元素A	元素B	元素C	元素X	元素Y	元素Z
单质是一种常见金属，与元素X形成黑色和砖红色两种化合物	单质是一种黄绿色气体	短周期中金属性最强，与X反应能生成两种化合物	最外层电子数是内层电子数的3倍，能形成双原子阴离子	单质为双原子分子，结构中σ键与π键数目比为1：2	阳离子就是一个质子

（1）写出A元素基态原子的核外电子排布式

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹

．
（2）B、C、X的简单离子半径由大到小的顺序为

Cl^-＞O^2-＞Na⁺

（用元素离子符号表示）．
（3）化合物YZ₄B化学键的类型是

离子键和共价键

，检验该固体化合物中阳离子的实验的方法和现象是

取少量固体于试管中，加入浓NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，红色石蕊试纸变蓝

．
（4）A元素的单质在潮湿空气中锈蚀生成绿色物质，用一个化学方程式表示锈蚀过程

2Cu+O₂+CO₂+H₂O═Cu₂（OH）₂CO₃

．
（5）常温下，工业上用惰性电极在电解槽中电解100L 1.5mol?L^-1CB的水溶液时，两极共收集到气体22.4L（标准状况下），计算电解后阴极区溶液的pH=

12

（假设电解前后溶液体积不变）．

Answer 1

分析：元素A的单质是一种常见金属，与元素X形成黑色和砖红色两种化合物，则A为Fe；元素B的单质是一种黄绿色气体，则B为Cl；元素C的短周期中金属性最强，与X反应能生成两种化合物，则C为Na；元素X的最外层电子数是内层电子数的3倍，能形成双原子阴离子，X为O；元素Y的单质为双原子分子，结构中σ键与π键数目比为1：2，Y为N；元素Z的阳离子就是一个质子，则Z为H．
（1）Fe的原子序数为26；
（2）电子层越多，离子半径越大，具有相同电子排布的离子，原子序数大的离子半径小；
（3）化合物YZ₄B为NH₄Cl；利用铵盐与碱反应生成氨气及氨气的检验来检验铵根离子；
（4）根据反应物与生成物来书写化学反应方程式；
（5）惰性电极电解NaCl溶液，阳极生成氯气，阴极生成氢气，由2H⁺+2e^-═H₂↑来计算．

解答：解：元素A的单质是一种常见金属，与元素X形成黑色和砖红色两种化合物，则A为Fe；元素B的单质是一种黄绿色气体，则B为Cl；元素C的短周期中金属性最强，与X反应能生成两种化合物，则C为Na；元素X的最外层电子数是内层电子数的3倍，能形成双原子阴离子，X为O；元素Y的单质为双原子分子，结构中σ键与π键数目比为1：2，Y为N；元素Z的阳离子就是一个质子，则Z为H．
（1）Fe的原子序数为26，其电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹；
（2）电子层越多，离子半径越大，具有相同电子排布的离子，原子序数大的离子半径小，则氯离子半径最大，钠离子与氧离子具有相同电子排布，则氧离子半径大，所以离子半径为Cl^-＞O^2-＞Na⁺，故答案为：Cl^-＞O^2-＞Na⁺；
（3）化合物YZ₄B为NH₄Cl，氯离子与铵根离子以离子键结合，N、H之间以共价键结合，则含有离子键和共价键；取少量固体于试管中，加入浓NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，红色石蕊试纸变蓝，则证明原固体中存在铵根离子，
故答案为：离子键和共价键；取少量固体于试管中，加入浓NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，红色石蕊试纸变蓝；
（4）反应物为铜、氧气、水、二氧化碳，生成物为Cu₂（OH）₂CO₃，
则化学反应方程式为2Cu+O₂+CO₂+H₂O═Cu₂（OH）₂CO₃，故答案为：2Cu+O₂+CO₂+H₂O═Cu₂（OH）₂CO₃；
（5）惰性电极电解NaCl溶液，阳极生成氯气，阴极生成氢气，两极共收集到气体22.4L（标准状况下），
则氢气为11.2L，由2H⁺+2e^-═H₂↑可知，n（H⁺）=n（OH^-）=1mol，
所以c（OH^-）=

1mol

100L

=0.01mol/L，即pH=12，故答案为：12．

点评：本题考查原结构与元素周期律，元素的推断是解答本题的关键，并熟悉元素化合物知识来解答，题目难度不大．