Question

A、B、C、D、E、F、G都是短周期主族元素，它们的核电荷数依次增大．元素A的原子核内仅有一个质子，A、D同主族，B、C为同周期元素且与A能形成相同电子数的化合物，C与F同主族，F的质子数为C的2倍，元素E的最外层电子数比K层电子数多1，B、C、F的质子数之和等于E、G的质子数之和．请回答下列问题：
（1）写出由上述至少两种元素组成的具有漂白作用的物质的化学式

SO₂、Na₂O₂、HClO、NaClO

（至少写出四种）．
（2）A分别与B、C、G能形成相应的最常见三种化合物，这三种化合物的沸点由高到低的顺序为

H₂O＞HCl＞CH₄

（用化学式表示）．
（3）由A、B、C、D四种元素组成的一种常见化合物的溶液分别与由A、C、D、E四种元素组成的一种化合物的溶液和由E、G两种元素组成的一种化合物的溶液都能反应得到同一种白色沉淀，写出上述两个反应的离子方程式

HCO₃^-+[Al（OH）₄]^-+H₂O═CO₃^2-+Al（OH）₃↓

、

3HCO₃^-+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3CO₂↑

．
（4）D、E两种元素的原子都能形成相应的离子，则两离子半径大小关系为

r（Na⁺）＞r（Al³⁺）

（用离子符号表示）；将D、E两种元素的单质同时投入水中，充分反应后，测得溶液中只有一种溶质，且无固体物质剩余，则所投入到水中的D的单质和E的单质的质量之比为

23：27

，上述反应的化学方程式为

Na+Al+4H₂O═Na[Al（OH）₄]+2H₂↑

；若D的单质的物质的量为x mol，则上述反应中得到另一物质的物质的量为

2xmol

．

Answer 1

分析：元素A的原子核内仅有一个质子，则A为H元素，A、D同主族，且A、B、C、D、E、F、G都是短周期主族元素，它们的核电荷数依次增大，可知D为Na元素，C与F同主族，F的质子数为C的2倍，则C为O元素，F为S元素，元素E的最外层电子数比K层电子数多1，应为Al元素，B、C为同周期元素，应为第二周期元素，且与A能形成相同电子数的化合物，则B可能为C元素，也可能为N元素，根据B、C、F的质子数之和等于E、G的质子数之和，如B为C元素，则6+8+16=13+G，G的原子序数为17，应为Cl元素，如B为N元素，则7+8+16=13+G，G的原子序数为18，为Ar元素，不属于主族元素，不符合题意，
根据元素所在周期表中的位置结合元素周期律推断元素、单质及其化合物的性质．

解答：解：元素A的原子核内仅有一个质子，则A为H元素，A、D同主族，且A、B、C、D、E、F、G都是短周期主族元素，它们的核电荷数依次增大，可知D为Na元素，C与F同主族，F的质子数为C的2倍，则C为O元素，F为S元素，元素E的最外层电子数比K层电子数多1，应为Al元素，B、C为同周期元素，应为第二周期元素，且与A能形成相同电子数的化合物，则B可能为C元素，也可能为N元素，根据B、C、F的质子数之和等于E、G的质子数之和，如B为C元素，则6+8+16=13+G，G的原子序数为17，应为Cl元素，如B为N元素，则7+8+16=13+G，G的原子序数为18，为Ar元素，不属于主族元素，不符合题意，
根据题设条件可推知A为H、B为C、C为O、D为Na、E为Al、F为S、G为Cl，
（1）H₂O₂、Na₂O₂、NaClO、HClO、SO₂等均具有漂白性，故答案为：SO₂、Na₂O₂、HClO、NaClO；
（2）由于H₂O分子间存在氢键，其沸点高于HCl、CH₄，又由于HCl的相对分子质量大于CH₄，HCl的沸点高于CH₄，故沸点由高到低的顺序为：H₂O＞HCl＞CH₄，故答案为：H₂O＞HCl＞CH₄；
（3）A、B、C、D四种元素组成的化合物为NaHCO₃，HCO₃^-能分别与[Al（OH）₄]^-和Al³⁺反应生成Al（OH）₃沉淀，其相关反应的离子方程式为：HCO₃^-+[Al（OH）₄]^-═CO₃^2-+Al（OH）₃↓+H₂O，3HCO₃^-+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案为：HCO₃^-+[Al（OH）₄]^-+H₂O═CO₃^2-+Al（OH）₃↓；3HCO₃^-+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（4）Al³⁺和Na⁺有相同的电子层结构，根据具有相同电子层结构的微粒，其原子序数越小离子半径越大，
可得r（Na⁺）＞r（Al³⁺），Na首先与H₂O反应生成NaOH：2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑，
Al再与NaOH反应刚好生成NaAlO₂：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，其总反应式为：Na+Al+2H₂O═NaAlO₂+2H₂↑，
故参与反应的Na、Al的质量比为23：27，反应得到H₂的物质的量为Na的2倍，即为2xmol，
故答案为：r（Na⁺）＞r（Al³⁺）；23：27；Na+Al+4H₂O═Na[Al（OH）₄]+2H₂↑；2xmol．

点评：本题考查位置结构性子关系及应用，题目难度较大，正确推断元素的种类为解答该题的关键，注意把握元素周期律的递变规律和物质的性质．