Question

19．Ⅰ几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表：已知X是短周期中最活泼的金属，且与R同周期．（请用化学用语答题）

元素代号	X	Y	Z	M	R
原子半径/nm	0.186	0.102	0.075	0.074	0.143
主要化合价	+1	+6-2	+5-3	-2	+3

（1）R的元素符号为Al； M在元素周期表中的位置为第二周期第VIA族．
（2）X与Y按原子个数比1：1构成的物质的电子式为；所含化学键类型离子键、共价键．
（3）X⁺，Y²?，M²?离子半径大小顺序为S²?＞O²?＞Na⁺．
（4）将YM₂通入FeCl₃溶液中的离子方程式2H₂O+SO₂+2Fe³⁺=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．
（5）用Cu单质作阳极，石墨作阴极，X的最高价氧化物对应的水化物溶液作电解液进行电解，写出阳极的反应式Cu+2OH?-2e?=Cu（OH）₂．
Ⅱ如图转化关系A$\stackrel{+X}{→}$B$\stackrel{+X}{→}$C
①若B为白色胶状不溶物，则A与C反应的离子方程式为Al³⁺+3AlO₂?+6H₂O=4Al（OH）₃↓．
②若向B溶液中滴加铁氰化钾溶液会产生特征蓝色沉淀，则A与C反应的离子方程式为Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺．

Answer 1

分析 由化合价可知Y化合价有+6、-2价，应为ⅥA族元素，为S元素，M化合价只有-2价，为O元素，Z化合价为+5、-3，为ⅤA族元素，因原子半径大于O小于S，应为N元素，X化合价为+1价，为ⅠA族元素，原子半径大于S，为Na元素，R为+3价，属于ⅢA族元素，原子半径小于Na，大于S，为Al元素，结合对应单质、化合物的性质解答该题．
（1）R为+3价，属于ⅢA族元素，主族元素周期数=电子层数，主族族序数=最外层电子数，据此判断碳元素在周期表中位置；
（2）X与Y按原子个数比1：1构成的物质为Na₂S₂，过硫化钠是离子化合物，由钠离子与过硫根离子构成，过硫根离子中含有共价键；
（3）电子层数越多，半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大半径越小；
（4）SO₂气体通入FeCl₃溶液中反应生成硫酸亚铁和盐酸；
（5）用Cu单质作阳极，石墨作阴极，Cu为活性电极，发生氧化反应，失去电子生成铜离子与碱反应生成氢氧化铜；
①若B为白色胶状不溶物，为Al（OH）₃，A为可溶性的铝盐，如AlCl₃等，X为强碱，C为偏铝酸盐；
②向B溶液中滴加铁氰化钾溶液有蓝色沉淀生成，则B为亚铁盐，结合铁三角进行分析．

解答 解：（1）由化合价可知Y化合价有+6、-2价，应为ⅥA族元素，为S元素，M化合价只有-2价，为O元素，Z化合价为+5、-3，为ⅤA族元素，因原子半径大于O小于S，应为N元素，X化合价为+1价，为ⅠA族元素，原子半径大于S，为Na元素，R为+3价，属于ⅢA族元素，原子半径小于Na，大于S，为Al元素，M为O元素，O的原子序数为8，其核外电子排布为1s²2s²2p⁴，则O元素位于周期表中第二周期第VIA族，
故答案为：Al；第二周期第VIA族；
（2）X与Y按原子个数比1：1构成的物质为Na₂S₂，过硫化钠是离子化合物，由钠离子与过硫根离子构成，电子式，硫原子之间通过共用电子对形成共价键，所含化学键类型为离子键、共价键，
故答案为：；离子键、共价键；
（3）X⁺，Y²?，M²?离子分别为Na⁺、S²?、O²?，电子层数越多，半径越大，S²?电子层数最多，电子层数相同时，核电荷数越大半径越小，则离子半径大小顺序为S²?＞O²?＞Na⁺，
故答案为：S²?＞O²?＞Na⁺；
（4）反应生成硫酸亚铁和盐酸，则将SO₂气体通入FeCl₃溶液中的离子反应为2H₂O+SO₂+2Fe³⁺=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案为：2H₂O+SO₂+2Fe³⁺=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（5）Cu为活性电极，发生氧化反应，电极反应式为：Cu+2OH?-2e?=Cu（OH）₂，
故答案为：Cu+2OH^--2e^-=Cu（OH）₂；
①若B为白色胶状不溶物，则A$\stackrel{+X}{→}$B$\stackrel{+X}{→}$C，为Al³⁺$\stackrel{O{H}^{-}}{→}$Al（OH）₃$\stackrel{O{H}^{-}}{→}$AlO₂?，A与C反应的离子方程式为Al³⁺+3AlO₂?+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
故答案为：Al³⁺+3AlO₂?+6H₂O=4Al（OH）₃↓；
②向B溶液中滴加K₃[Fe（CN）₆]（铁氰化钾）溶液，产生特征蓝色沉淀，说明含有二价铁离子，X为强氧化性酸，A与过量铁反应，则A$\stackrel{+X}{→}$B$\stackrel{+X}{→}$C，为过量的铁Fe$\stackrel{弱氧化性酸（如稀硝酸）}{→}$Fe²⁺$\stackrel{强氧化性酸（如浓硝酸）}{→}$Fe³⁺，则A与C反应的离子方程式为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
故答案为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺．

点评 本题考查元素位置结构和性质的关系及应用、铝、铁及其化合物之间的转化，电化学知识等，题目难度中等，正确把握元素化合价、原子半径与元素性质的关系是解答该题的关键，注意元素周期律的递变规律的应用，注意氢氧化铝的两性．