Question

3．A，B，C，D，E，F，N是位于元素周期表前四周期原子序数依次增大的七种元素．已知：①A是周期表中原子半径最小的元素．A，D位于同一主族；②B和C两种元素在周期表中位置相邻，在不同条件下可形成BC和BC₂两种气态化合物：③E的最外层电子数是C的价电子数的一半； ④F的单质是一种淡黄色固体；⑤N属于过渡元素，是日常生话中应用最广泛的金属之一，且N有-种氧化物可用作红色油漆．
请回答下列问题：
（1）E在周期表中的位置第三周期ⅢA族，N基态原子的价电子排布式是3d⁶4s²；
（2）C和F结合成的FC₄^2-中，中心原子的杂化类型是sp³，BA₃分子中的B-A共价键的键能大于（填“大于”或“小于”）A₂F分子中的A-F共价键的键能；
（3）0.5mol单质A在氧气中燃烧生成H₂O（l）放出142.9KJ的热量，请写出单质A燃烧热的热化学方程式H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol．
（4）由D，F两种元素形成的化合物溶于水pH＞7．其水溶液中离子浓度大小关系为c（Na⁺）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（HS^-）＞c（H⁺）．
（5）在碱性环境下，N（OH）₃遇KClO溶液可得到一种高效的多功能水处理剂K₂NO₄，此反成的离子方程式是Fe（OH）₃+3ClO^-+OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、N是位于元素周期表前四周期原子序数依次增大的七种元素．N属于过渡元素，是日常生话中应用最广泛的金属之一，且N有一种氧化物可用作红色油漆，则N为Fe；F的单质是一种淡黄色固体，则F为S元素；A是周期表中原子半径最小的元素，则A为H元素，A、D位于同一主族，原子序数相差大于2，故D为Na；E的最外层电子数是C的价电子数的一半，C原子最外层电子数为偶数，B和C两种元素在周期表中位置相邻，在不同条件下可形成BC和BC₂两种气态化合物，则B为N元素、C为O元素，E原子最外层电子数为3，结合原子序数可知E为Al．

解答 解：A、B、C、D、E、F、N是位于元素周期表前四周期原子序数依次增大的七种元素．N属于过渡元素，是日常生话中应用最广泛的金属之一，且N有一种氧化物可用作红色油漆，则N为Fe；F的单质是一种淡黄色固体，则F为S元素；A是周期表中原子半径最小的元素，则A为H元素，A、D位于同一主族，原子序数相差大于2，故D为Na；E的最外层电子数是C的价电子数的一半，C原子最外层电子数为偶数，B和C两种元素在周期表中位置相邻，在不同条件下可形成BC和BC₂两种气态化合物，则B为N元素、C为O元素，E原子最外层电子数为3，结合原子序数可知E为Al．
（1）E为Al，在周期表中的位置：第三周期ⅢA族，N为Fe，基态原子的价电子排布式是：3d⁶4s²，
故答案为：第三周期ⅢA族；3d⁶4s²；
（2）C和F结合成的SO₄^2-中S原子杂化轨道数目为4+$\frac{6+2-2×4}{2}$=4，硫原子杂化类型是sp³，
N原子半径小于S原子半径，故N-H键的键长比S-H键的键长短，则NH₃分子中的N-H共价键的键能大于H₂S分子中的S-H共价键的键能，
故答案为：sp³；大于；
（3）0.5mol单质氢气在氧气中燃烧生成H₂O（l）放出142.9KJ的热量，1mol氢气燃烧放出的热量为142.9kJ×$\frac{1mol}{0.5mol}$=285.9kJ，氢气燃烧热的热化学方程式为：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol，
故答案为：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
（4）由Na、S两种元素形成的化合物为Na₂S，溶于水pH＞7，溶液中S^2-水解，第一步水解远远大于第二步水解，而溶液中氢氧根离子源于S^2-、HS^-水解以及水的电离，其水溶液中离子浓度大小关系为：c（Na⁺）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（HS^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（HS^-）＞c（H⁺）；
（5）在碱性环境下，Fe（OH）₃遇KClO溶液可得到一种高效的多功能水处理剂K₂FeO₄，此反成的离子方程式是：Fe（OH）₃+3ClO^-+OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案为：Fe（OH）₃+3ClO^-+OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．

点评 本题以元素推断为载体，考查核外电子排布、杂化方式、共价键、热化学方程式书写、离子浓度大小比较、面上方程式书写等，需要学生具备扎实的基础，是对学生综合能力的考查．