Question

【题目】随原子序数的递增，八种短周期元素（用英文小写字母表示）原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。

根据判断出的元素回答问题：

（1）f在元素周期表的位置是_________________。

（2）比较d、e简单离子的半径大小（用化学式表示，下同）_____________；比较g、h的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱是______________。

（3）任选上述元素组成一种四原子共价化合物，写出其电子式________________。

（4）已知1mol e的单质在足量d2中燃烧，恢复至室温，放出255.5kJ热量，写出该反应的热化学方程式：____________________________________________。

（5）由元素f、h形成的物质X与由元素x、z形成的化合物Y可发生以下反应：

①写出X溶液与Y溶液反应的离子方程式____________________________________；

②写出工业上制备f的单质的化学方程式____________________________________。

Answer 1

【答案】第三周期第ⅢA族O2-＞Na+HClO4＞H2SO4（或，答案合理即可）2Na(s)+O2(g)＝Na2O2(s) △H=－511kJ·mol-1Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4+ （或Al3＋＋3NH3＋3H2O=Al(OH)3↓＋3NH4+）2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑

【解析】

根据八种元素的最高正价或最低负价分析，x、y、z、d、e、f、g、h依次处于第IA族、第IVA族、第VA族、第VIA族、第IA族、第IIIA族、第VIA族、第VIIA族，结合原子序数和原子半径的图像，x、y、z、d、e、f、g、h依次为H、C、N、O、Na、Al、S、Cl元素。根据元素周期表、元素周期律和相关化学用语作答。

根据八种元素的最高正价或最低负价分析，x、y、z、d、e、f、g、h依次处于第IA族、第IVA族、第VA族、第VIA族、第IA族、第IIIA族、第VIA族、第VIIA族，结合原子序数和原子半径的图像，x、y、z、d、e、f、g、h依次为H、C、N、O、Na、Al、S、Cl元素。

（1）f为Al元素，Al在元素周期表的位置是第三周期第IIIA族。

（2）d、e的简单离子依次为O2-、Na+，O2-、Na+具有相同的电子层结构，核电荷数：O2-<Na+，离子半径：r（O2-）>r（Na+）。根据“同周期从左到右元素的非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强”，非金属性：S<Cl，最高价氧化物对应水化物的酸性：HClO4>H2SO4。

（3）上述元素组成的常见四原子共价化合物有：C2H2、NH3、H2O2等，它们的电子式依次为、、。

（4）Na（s）在O2（g）中燃烧生成Na2O2（s），反应的热化学方程式为Na（s）+O2（g）=Na2O2（s）ΔH=-255.5kJ/mol（或2Na（s）+O2（g）=Na2O2（s）ΔH=-511kJ/mol）。

（5）由f、h组成的物质X为AlCl3，由x、z形成的化合物Y为NH3；X与Y在水溶液中反应生成M和Z，M是仅含非金属元素的盐，M为NH4Cl，Z为Al（OH）3，Al（OH）3受热分解生成的N为Al2O3，电解熔融Al2O3生成Al和O2。

①X溶液与Y溶液反应的化学方程式为：AlCl3+3NH3+3H2O=Al（OH）3↓+3NH4Cl（或AlCl3+3NH3·H2O=Al（OH）3↓+3NH4Cl），反应的离子方程式为：Al3++3NH3+3H2O=Al（OH）3↓+3NH4+（或Al3++3NH3·H2O=Al（OH）3↓+3NH4+）。

②工业上电解熔融Al2O3制备Al，工业上制备Al的化学方程式为：2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑。