Question

17．A-F六种元素中，除C外其他均为短周期元素，它们的原子结构或性质如下表所示：请回答下列问题：

元素	结构或性质
A	原子最外层电子数是内层电子总数的$\frac{1}{5}$
B	形成化合物种类最多的元素，其单质为固体
C	生活中常见的金属，它有两种常见的氯化物，且相对分子质量相差35.5
D	地壳中含量最多的元素
E	与D同主族
F	与E同周期，且最外层电子数等于电子层数

（1）A在元素周期表中的位置是第3周期ⅡA族；A与E形成的化合物的电子式是．
（2）C的某种氯化物的浓溶液可以腐蚀印刷电路板上的金属铜，此反应的离子方程式是2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺．
（3）B的单质与D的氢化物在一定条件下反应生成BD和另一产物的化学方程式是C+H₂O $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ CO+H₂．
（4）F的盐酸盐水溶液呈酸性，原因是Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺（用离子方程式表示）；F的单质与C、D形成的相对分子质量为160的化合物在一定条件下反应的化学方程式是2Al+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2Fe+Al₂O₃．
（5）A与F形成的合金是重要的工业材料．某同学仅使用天平和如图所示的装置，粗略测定某些数据即可求出该合金中A元素的含量．（装置中因空气质量引起的误差忽略不计）
①实验需要测定三个物理量：合金的质量m以及a和b．a是反应前装置和药品的总质量；b是反应后装置和药品的总质量．
②合金中A元素的质量分数是$\frac{4m-36a+36b}{m}$（用含m、a、b的式子表示）．

Answer 1

分析 A-F六种元素中，除C外均为短周期元素，A原子最外层电子数是内层电子数的$\frac{1}{5}$，则A原子有3个电子层，最外层电子数为2，故A为Mg元素；B是形成化合物种类最多的元素之一，其单质为固体，则B为碳元素；C是生活中常见的金属，它有两种氯化物，相对分子质量相差35.5，结合C的某种氯化物的浓溶液可用于制作印刷电路板，可知C为Fe元素；D是地壳中含量最多的元素，则D为氧元素；E与D同主族，则E为硫元素；F与E同周期，且最外层电子数等于电子层数，处于第三周期，最外层电子数为3，则F为Al元素，据此解答．

解答 解：A-F六种元素中，除C外均为短周期元素，A原子最外层电子数是内层电子数的$\frac{1}{5}$，则A原子有3个电子层，最外层电子数为2，故A为Mg元素；B是形成化合物种类最多的元素之一，其单质为固体，则B为碳元素；C是生活中常见的金属，它有两种氯化物，相对分子质量相差35.5，结合C的某种氯化物的浓溶液可用于制作印刷电路板，可知C为Fe元素；D是地壳中含量最多的元素，则D为氧元素；E与D同主族，则E为硫元素；F与E同周期，且最外层电子数等于电子层数，处于第三周期，最外层电子数为3，则F为Al元素．
（1）A为Mg元素，处于周期表中第3周期ⅡA族，A与E形成的化合物为MgS，其电子式是，
故答案为：第3周期ⅡA族；；
（2）氯化铁溶液与铜反应生成氯化亚铁、氯化铜，反应离子方程式为：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺，
故答案为：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；
（3）碳与水蒸气在高温条件下生成CO与氢气，反应方程式为：C+H₂O $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ CO+H₂，
故答案为：C+H₂O $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ CO+H₂；
（4）氯化铝溶液中铝离子水解：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，溶液呈酸性，C、D形成的相对分子质量为160的化合物为Fe₂O₃，与Al再高温下发生铝热反应生成Fe与氧化铝，反应化学方程式是：2Al+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2Fe+Al₂O₃，
故答案为：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；2Al+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2Fe+Al₂O₃；
（5）①Mg与Al形成的合金是工业上重要的材料．某同学仅使用天平和右图所示的装置测定某些数据即可求出该合金中Mg元素的含量，该原理是根据反应前后装置的质量差测定生成氢气的质量，根据合金的质量与生成氢气的质量计算合金中各金属的质量，进而计算Mg的含量，故实验需要测定三个物理量：合金的质量m、反应前装置和药品的总质量、反应后装置和药品的总质量，
故答案为：反应前装置和药品的总质量；反应后装置和药品的总质量；
②生成氢气的质量为（a-b）g，令合金中Mg的质量分数为x，则Al的质量分数为（1-x），Mg的质量为mxg，Al的质量为m（1-x），根据电子转移守恒有：$\frac{mx}{24}$×2+$\frac{m（1-x）}{27}$×3=$\frac{（a-b）}{2}$×2，
解得x=$\frac{4m-36a+36b}{m}$，
故答案为：$\frac{4m-36a+36b}{m}$．

点评 本题考查结构性质位置关系、化学实验等，难度中等，推断元素是解题的关键，（5）为易错点、难点，注意根据装置图理解实验原理．