13.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________________(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______________(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________________、________________。
(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________________(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________,上述反应的化学方程式为________________;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________。
解析: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。
(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。
(3)A、B、C、D四种元素组成的化合物为NaHCO3,HCO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:HCO+[Al(OH)4]-===CO+Al(OH)3↓+H2O,3HCO+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2x
mol。
答案:(1)SO2、Na2O2、HClO、NaClO(其他合理答案均可) (2)H2O>HCl>CH4 (3)HCO+[Al(OH)4]-+H2O===CO+Al(OH)3↓ 3HCO+Al3+===Al(OH)3↓+3CO2↑
(4)r(Na+)>r(Al3+) 23∶27 Na+Al+4H2O===Na[Al(OH)4]+2H2↑ 2x mol
