题目内容

【题目】甲图是部分短周期元素的常见化合价与原子序数的关系图:

请回答下列问题:

(1)甲图中C元素的中子数为7,其原子符号为_____,元素I与G同主族,位于第四周期则元素I的原子结构示意图______。

(2)F、G、H元素气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序为_______________(用化学式表示)

(3)化合物X是B元素的最高价氧化物,其电子式为_________,甲图中C元素的一种氢化物Y是10电子微粒, Y与O2发生置换反应的化学方程式为_________。

(4)H的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液不稳定,受热可分解,产物之一是H的单质,且当有28mol电子转移时,恢复至室温共产生9mol气体,写出该反应的化学方程式__________。

(5)由上述元素中的几种组成a、b、c、d各物质,某同学设计实验用乙图装置证明元素B、C、F的非金属性强弱(其中溶液b和溶液c均为足量)。

①溶液a和b分别为_____,___(填化学式)。

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C>B的原因_________。

【答案】 HCl>H2S>SiH4 4NH3+3O22N2+6H2O 4HClO4═2Cl2↑+7O2↑+2H2O HNO3 NaHCO3 +CO2+H2O=H2SiO3↓+ 碳和氮两元素位于同一周期,电子层数相同,氮比碳的原子序数大,原子半径小,原子核对最外层电子的吸引能力强,所以氮比碳的非金属性强。

【解析】

由图中化合价可知,D的化合价只有-2价,没有正化合价,故D为O元素;A有+1、-1价,且原子序数最小,A为H元素;B的原子序数小于O ,B的化合价为+4、-4价,B为C元素;C的原子序数小于O,C的化合价有+5、-3价,则C为N元素;E的原子序数大于O,且E的化合价为+1价,处于ⅠA族,故E为Na元素;F、B的化合价相同,F与B位于同主族,F的原子序数大,则F为Si;G的最高正价为+6价、最低价为-2,应为S元素;H的最高正价为+7,原子序数最大,则H为Cl,以此来解答。

由上述分析可知:A为H元素,B为C元素,C为N元素,D为O元素,E为Na元素,F为Si元素,G为S元素,H为Cl元素;

(1)C为N元素,核电荷数为7,质子数为7,N元素的中子数为7,其质量数为7+7=14,其原子符号为;G为S元素,位于第三周期VIA族,元素I与G同主族,位于第四周期,则I为Se元素,核电荷数34,核外34个电子,K、L、M、N层电子数依次为2、8、18、6,其原子结构示意图为;答案为,。

(2)F为Si元素,G为S元素,H为Cl元素,属于同周期元素,从左到右,元素的非金属性依次增强,则非金属性Si<S<Cl,非金属越强,其气态氢化物越稳定,则气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序为HCl>H2S>SiH4;答案为HCl>H2S>SiH4。

(3)B为C元素,化合物X是B元素的最高价氧化物,X是CO2,CO2中C原子与每个O原子形成两对共用电子对,其电子式为;C为N元素,它一种氢化物Y是10电子微粒为NH3,NH3与O2发生置换反应的化学方程式为4NH3+3O22N2+6H2O;答案为,4NH3+3O22N2+6H2O。

(4)H为Cl元素,Cl的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液不稳定,受热可分解,产物之一是氯的单质,且当有28mol电子转移时,常温共产生9mol气体,氯的单质为氯气,Cl元素由+7价得电子变为0价,生成2mol氯气时即可得到28mol电子,则由电子守恒可知还生成7mol氧气,该反应为4HClO4═2Cl2↑+7O2↑+2H2O;答案为4HClO4═2Cl2↑+7O2↑+2H2O。

(5)B为C元素,C为N元素,F为Si元素,用乙图装置证明元素C、N、Si的非金属性强弱,由图可知,锥形瓶中发生硝酸与碳酸钙的反应生成二氧化碳,溶液b可除去二氧化碳中挥发的硝酸,试剂为饱和碳酸氢钠,溶液c为硅酸钠,均发生强酸制取弱酸的反应;
①溶液a和b分别为HNO3、饱和NaHCO3;答案为HNO3,NaHCO3。

②溶液c中的离子方程式为+CO2+H2O=H2SiO3↓+;答案为:SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+。

③从原子结构的角度解释非金属性N>C的原因:因为碳和氮两元素位于同一周期,电子层数相同,氮比碳的原子序数大,原子半径小,原子核对最外层电子的吸引能力强,所以氮比碳的非金属性强;答案为碳和氮两元素位于同一周期,电子层数相同,氮比碳的原子序数大,原子半径小,原子核对最外层电子的吸引能力强,所以氮比碳的非金属性强。

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