Question

3．短周期元素A、B、C、D、E位于同周期且原子序数依次增大，已知A、C、E三种元素原子的最外层共有10个电子，且这三种元素的最高价氧化物所对应的水化物之间两两皆能反应，D原子最外层的电子数是次外层的一半．请完成下列各小题：
（1）A、B、C三种元素最高价氧化物对应水化物中，碱性最强的是NaOH（用化学式表示）；
（2）指出元素E在元素周期表中的位置：第三周期第ⅥA族；
（3）在生活中，常利用C的单质与Fe₂O₃在高温下的反应来进行焊接钢轨．请写出该反应的化学方程式2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe；
（4）D元素的单质在生产和生活中有广泛的应用，请写出工业上制备D单质（粗产品）的化学方程式：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑．请举出D的单质在生产和生活中的一种应用半导体材料、太阳能电池．

Answer 1

分析 短周期元素A、B、C、D、E位于同周期且原子序数依次增大．A、C、E三种元素原子的最外层共有10个电子，且这三种元素的最高价氧化物所对应的水化物之间两两皆能反应，均生成盐和水，为氢氧化铝与强碱、强酸的反应，故A为Na、C为Al，B为Mg元素，E原子最外层电子数为10-1-3=6，则E为硫元素；D原子最外层的电子数是次外层的一半，处于第三周期，最外层电子数为4，故D为Si．
（1）金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强；
（2）主族元素周期数=电子层数、主族族序数=最外层电子数；
（3）Al与氧化铁在高温下反应生成氧化铝与Fe，该反应为铝热反应，放出大量的热；
（4）工业上制备Si，用碳与二氧化硅反应生成Si与CO，硅是良好的半导体材料、可以用作太阳能电池等

解答 解：短周期元素A、B、C、D、E位于同周期且原子序数依次增大．A、C、E三种元素原子的最外层共有10个电子，且这三种元素的最高价氧化物所对应的水化物之间两两皆能反应，均生成盐和水，为氢氧化铝与强碱、强酸的反应，故A为Na、C为Al，B为Mg元素，E原子最外层电子数为10-1-3=6，则E为硫元素；D原子最外层的电子数是次外层的一半，处于第三周期，最外层电子数为4，故D为Si．
（1）金属性Na＞Mg＞Al，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故碱性：NaOH＞Mg（OH）₂＞Al（OH）₃，故答案为：NaOH；
（2）E为硫元素，原子有3个电子层，最外层电子数为6，处于周期表第三周期第ⅥA族，故答案为：三；ⅥA；
（3）Al与氧化铁在高温下反应生成氧化铝与Fe，反应方程式为：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，
故答案为：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe；
（4）工业上用碳与二氧化硅反应制备硅，反应生成Si与CO，反应方程式为：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑，硅是良好的半导体材料、可以用作太阳能电池等，
故答案为：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑；半导体材料、太阳能电池．

点评 本题考查结构性质位置关系应用等，难度不大，推断元素是解题的关键，注意基础知识的理解掌握．