Question

20．A、B、C、D、E、F为原子序数逐渐增大的短周期元素，非金属元素A最外层电子数与其周期数相同，B的最外层电子数是其所在周期数的2倍．B 在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD₂．E⁺与D^2-具有相同的电子数．A在F中燃烧，产物溶于水得到一种强酸．回答下列问题：
（1）C的价电子排布式为2s²2p³，写出一种工业制备单质F的离子方程式2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑．
（2）B、D、E组成的一种盐中，E的质量分数为43%，其俗名为纯碱，向足量的其水溶液中通入少量F单质反应的化学方程式为2Na₂CO₃+Cl₂+H₂O═NaCl+NaClO+2NaHCO₃；
（3）由这些元素组成的物质，其组成和结构信息如表：

物质	组成和结构信息
a	含有非极性共价键的二元离子化合物，且原子数之比为1：1
b	化学组成为BDF2

a的化学式为Na₂O₂或Na₂C₂；b的电子式为，其中B原子的杂化方式为sp²．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F为原子序数逐渐增大的短周期元素，非金属元素A最外层电子数与其周期数相同，则A为H元素；E⁺与D^2-具有相同的电子数，则E处于IA族，D处于ⅥA族，则E为Na、D为O元素；B在D中充分燃烧生成其最高价化合物BD₂，B的最高正化合价为+4，B的最外层电子数是其所在周期数的2倍，则B处于第二周期，故B为碳元素；C的原子序数介于碳、氧之间，则C为N元素；A在F中燃烧，产物溶于水得到种强酸，则F为Cl．

解答 解：A、B、C、D、E、F为原子序数逐渐增大的短周期元素，非金属元素A最外层电子数与其周期数相同，则A为H元素；E⁺与D^2-具有相同的电子数，则E处于IA族，D处于ⅥA族，则E为Na、D为O元素；B在D中充分燃烧生成其最高价化合物BD₂，B的最高正化合价为+4，B的最外层电子数是其所在周期数的2倍，则B处于第二周期，故B为碳元素；C的原子序数介于碳、氧之间，则C为N元素；A在F中燃烧，产物溶于水得到种强酸，则F为Cl．
（1）C为N元素，价电子排布式为：2s²2p³；工业上常用电解饱和食盐水或电解熔融氯化钠来制备氯气，电解饱和氯化钠溶液离子方程式为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
故答案为：2s²2p³；2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（2）C、O、Na组成的一种盐，Na的质量分数为43%，则该盐为碳酸钠，俗名为纯碱；其水溶液与氯气反应，可以看作氯气先与水反应生成HCl与HClO，HClO酸性比碳酸弱，与碳酸钠反应得到NaHCO₃与NaClO，而少量的HCl与碳酸钠反应得到NaHCO₃与NaCl，反应化学方程式为：2Na₂CO₃+Cl₂+H₂O═NaCl+NaClO+2NaHCO₃，
故答案为：纯碱；2Na₂CO₃+Cl₂+H₂O═NaCl+NaClO+2NaHCO₃；
（3）a由两种元素组成含有非极性共价键的离子化合物，且原子数之比为1：1，则a为Na₂O₂和Na₂C₂；b的化学组成为COCl₂，其电子式为，C原子形成3个σ键、没有孤对电子，杂化轨道数目为3，则碳原子采取 sp²杂化，
故答案为：Na₂O₂或Na₂C₂；； sp²．

点评 本题考查元素化合物推断，题目涉及的知识点较多，侧重于考查学生对所学知识点综合应用能力，注意掌握正向常见的化学工业，题目难度中等．