题目内容
【题目】下图是部分短周期元素的常见化合价与原子序数的关系图:
(1)元素B在周期表中的位置___________________________________。
(2)用电子式表示D2G的形成过程_______________________________________________________,其所含化学键类型为_____________。
(3)C2-、D+、G2-离子半径由大到小顺序是________________________(用离子符号回答)。
(4)某同学设计上图实验证明A、F的非金属性强弱关系。
①若溶液a为浓盐酸,固体a为石灰石,溶液 b和c分别为____________________,____________________。
②溶液c中的离子方程式为_______________________________________。
③请从原子结构的角度解释非金属性A>F的原因:________________________________________。
【答案】第二周期VA族 离子键 S2->O2->Na+ 饱和碳酸氢钠溶液 硅酸钠溶液 CO2 + H2O + SiO32- = H2SiO3↓ + CO32-(或2CO2+2H2O+SiO32- = H2SiO3↓+2HCO3-) 碳和硅原子的最外层电子数相同,硅的电子层数比碳多,半径更大,所以非金属性:碳大于硅
【解析】
由图中化合价可知,A、F的化合价都为+4、4价,二者同主族,且F的原子序数较大,故A为碳元素、故F为Si元素;C的化合价为2价,没有正化合价,故C为O元素;D的化合价为+1价,处于ⅠA族,原子序数大于O元素,故D为Na元素;E为+3价,为Al元素;G的最高正价为+6价、最低价为2价,应为S元素;B有+5、3价,处于ⅤA族,原子序数介于C、O之间,则B为N元素;
(1)主族元素周期数=原子的电子层数、主族序数=原子的最外层电子数;
(2)Na2S属于离子化合物,含有离子键,用电子式表示形成过程,左侧为Na、S原子电子式,右侧为硫化钠电子式,中间用“→”连接,用弧形箭头表示电子转移;
(3)电子层结构相同核电荷数越大离子半径越小,电子层越多离子半径越大;
(4)由装置图可知,实验原理是利用强酸制备弱酸,浓盐酸易挥发,为防止干扰应除去,故锥形瓶中浓盐酸与石灰石反应产生二氧化碳,溶液b吸收挥发的HCl,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。
由图中化合价可知,A、F的化合价都为+4、4价,二者同主族,且F的原子序数较大,故A为碳元素、故F为Si元素;C的化合价为2价,没有正化合价,故C为O元素;D的化合价为+1价,处于ⅠA族,原子序数大于O元素,故D为Na元素;E为+3价,为Al元素;G的最高正价为+6价、最低价为2价,应为S元素;B有+5、3价,处于ⅤA族,原子序数介于C、O之间,则B为N元素;
(1)B为氮元素,原子有2个电子层,最外层电子数为5,处于周期表中第二周期VA族;
(2)Na2S属于离子化合物,含有离子键,用电子式表示形成过程为;
(3)电子层结构相同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S2->O2->Na+;
(4)由装置图可知,实验原理是利用强酸制备弱酸,浓盐酸易挥发,为防止干扰应除去,故锥形瓶中浓盐酸与石灰石反应产生二氧化碳,溶液b吸收挥发的HCl,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为浓盐酸,溶液b为饱和碳酸氢钠溶液,溶液c为硅酸钠溶液;
②溶液c中的离子方程式为:CO2 + H2O + SiO32- = H2SiO3↓ + CO32-或2CO2+2H2O+SiO32- = H2SiO3↓+2HCO3-;
③碳和硅原子的最外层电子数相同,硅的电子层数比碳多,半径更大,所以非金属性:碳大于硅。