Question

15．C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素．
（1）Si位于元索周期表第三周期第IVA族．
（2）N原子的原子结构示意图为；Cu的低价氧化物的颜色为砖红色．
（3）用“＞”或“＜”填空：

原子半径	电负性	熔点	沸点
Al＞Si	N＜O	金刚石＞晶体硅	CH4＜SiH4

（4）常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO₃中组成原电池（图1），测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生．

0-t₁时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O，溶液中的H⁺向正极移动，t₁时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是铝在浓硝酸中发生钝化，氧化膜阻止了Al进一步发生反应，Al作正极，当硝酸浓度降为一定浓度时变为稀硝酸，Al开始做负极，电子流动方向发生改变．

Answer 1

分析 （1）主族元素原子核外电子层数与其周期数相等，最外层电子数与其族序数相等；
（2）N原子核内有7个质子、核外有7个电子、两个电子层；氧化亚铜为砖红色；
（3）同一周期元素原子半径随着原子序数增大而减小；
同一周期元素电负性随着原子序数增大而增大；
原子晶体熔沸点与原子半径成反比；
不含氢键的分子晶体熔沸点与相对分子质量成正比；
（4）该原电池中，Cu作负极、Al作正极，正极上硝酸根离子得电子生成二氧化氮；电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，当浓硝酸浓度降低到一定程度是变为稀硝酸，Al易失电子而作负极．

解答 解：（1）Si原子核外有3个电子层、最外层电子数为4，所以位于第三周期第IVA族，
故答案为：三；ⅣA；
（2）N原子结构示意图为，氧化亚铜为砖红色，
故答案为：；砖红色；
（3）同一周期元素原子半径随着原子序数增大而减小，所以原子半径Al＞Si；
同一周期元素电负性随着原子序数增大而增大，所以电负性N＜O；
原子晶体熔沸点与原子半径成反比，原子半径C＜Si，所以熔沸点金刚石＞晶体硅；
不含氢键的分子晶体熔沸点与相对分子质量成正比，相对分子质量甲烷＜硅烷，所以熔沸点甲烷＜硅烷；

原子半径	电负性	熔点	沸点
Al＞Si	N＜O	金刚石＞晶体硅	CH4＜SiH4

（4）该原电池中，Al发生钝化现象，Cu易失电子而作负极，Al作正极，正极反应式为2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O，溶液中阳离子向正极移动，所以氢离子向正极移动；当浓硝酸浓度降低到一定程度是变为稀硝酸，Al易失电子而作负极，所以电子流动方向发生改变，
故答案为：2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O；正；铝在浓硝酸中发生钝化，氧化膜阻止了Al进一步发生反应，Al作正极，当硝酸浓度降为一定浓度时变为稀硝酸，Al开始做负极，电子流动方向发生改变．

点评 本题考查原子结构、元素周期律及原电池原理，为高频考点，侧重考查学生分析判断及知识的灵活运用能力，注意（4）题因为发生钝化现象而使Al开始做正极，反应到一定程度后Al作负极，为易错题．