题目内容

20．图1是部分短周期元素的常见化合价与原子序数的关系图：

（1）元素F在周期表中的位置第三周期ⅣA族．
（2）用电子式表示DH的形成过程，其所含化学键类型为离子键．
（3）C、D、G对应的简单离子半径大小顺序是S2-＞O2-＞Na+．
（用离子符号回答）
（4）某同学设计实验装置如图2，证明A、B、F的非金属性强弱关系：
①溶液a和溶液b分别为硝酸，饱和NaHCO3溶液．
②溶液c中的离子反应方程式为SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32-或SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-．
③请从原子结构的角度解释非金属性B＞A的原因氮和碳同一周期，但氮原子的核电荷数大、原子半径小，氮原子核对最外层电子的吸引力更大，得电子能力更强
（5）将1mol D2C2投入200mL 3mol/L EH3溶液中，
①转移电子的物质的量为1mol．
②用一个化学反应方程式表示该反应10Na2O2+6AlCl3+6H2O=4Al（OH）3↓+2NaAlO2+5O2↑+18NaCl．

分析 根据图1知，A、F最高化合价都是4，二者属于第IVA族元素，且原子序数F＞A，则A是C元素、F是Si元素；
B的最高正价是+5价，且原子序数大于A而小于F，为N元素；
C只有-2价，为O元素；
D最高正价是+1价，且原子序数大于C，所以为Na元素；
E元素最高正化合价是+3价，且原子序数大于D，则E是Al元素；
G元素最高正价是+6价，为S元素；
H最高正价是+7价，且是短周期元素，所以是Cl元素；
（1）F是P元素，主族元素原子核外电子层数与其周期数相等、最外层电子数与其族序数相等；
（2）NaCl是离子化合物，钠离子和氯离子之间存在离子键；
（3）离子电子层数越多，其离子半径越大，电子层结构相同的离子，离子半径随着原子序数增大而减小；
（4）由装置图可知，实验原理是利用强酸制备弱酸，硝酸易挥发，为防止干扰应除去，故锥形瓶中产生二氧化碳，应为硝酸与碳酸盐反应，溶液b吸收挥发的硝酸，应为饱和的碳酸氢钠，烧杯中应是二氧化碳与硅酸钠反应生成硅酸；
（5）①反应中过氧化钠起氧化剂、还原剂作用，各占一半，结合O元素化合价变化计算转移电子；
②将1mol Na2O2投入200mL 3mol/L AlCl3溶液中，生成NaOH 2mol、0.5mol氧气，AlCl3溶的物质的量为0.6mol，1：4＜n（AlCl3）：n（NaOH）=3：10＜1：3，故生成Al（OH）3、AlO2-，溶液中溶质为偏铝酸钠、氯化钠，根据电荷守恒可知反应中n（AlO2-）=2mol-0.6mol×3=0.2mol，根据Al元素守恒可知，n[Al（OH）3]=0.6mol-0.2mol=0.4mol，确定n[Al（OH）3]：n（AlO2-）：n（氧气），配平书写．

解答 解：根据图1知，A、F最高化合价都是4，二者属于第IVA族元素，且原子序数F＞A，则A是C元素、F是Si元素；
B的最高正价是+5价，且原子序数大于A而小于F，为N元素；
C只有-2价，为O元素；
D最高正价是+1价，且原子序数大于C，所以为Na元素；
E元素最高正化合价是+3价，且原子序数大于D，则E是Al元素；
G元素最高正价是+6价，为S元素；
H最高正价是+7价，且是短周期元素，所以是Cl元素；
（1）F是P元素，主族元素原子核外电子层数与其周期数相等、最外层电子数与其族序数相等，P元素原子核外有3个电子层、最外层电子数是5，所以位于第三周期ⅣA族，故答案为：第三周期ⅣA族；
（2）NaCl是离子化合物，钠离子和氯离子之间存在离子键，其形成过程为，故答案为：；离子键；
（3）离子电子层数越多，其离子半径越大，电子层结构相同的离子，离子半径随着原子序数增大而减小，离子半径大小顺序是S2-＞O2-＞Na+，故答案为：S2-；O2-；Na+；
由装置图可知，实验原理是利用强酸制备弱酸，硝酸易挥发，为防止干扰应除去，故锥形瓶中产生二氧化碳，应为硝酸与碳酸盐反应，溶液b吸收挥发的硝酸，应为饱和的碳酸氢钠，烧杯中应是二氧化碳与硅酸钠反应生成硅酸，
①由上述分析可知，溶液a为硝酸，溶液b为饱和NaHCO3溶液，故答案为：硝酸；饱和NaHCO3溶液；
②溶液c中的离子方程式为：SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32- 或SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-
故答案为：SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32- 或SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-；
③碳和氮元素处于同一周期，氮原子的核电荷数大于碳原子，原子半径较碳原子小，氮原子核对最外层电子的吸引力更大，得电子能力更强，因此氮元素的非金属性强于碳元素，
故答案为：碳和氮元素处于同一周期，氮原子的核电荷数大于碳原子，原子半径较碳原子小，氮原子核对最外层电子的吸引力更大，得电子能力更强；
（5）①Na2O2投AlCl3溶液中，先与水生成氢氧化钠与氧气，反应中过氧化钠起氧化剂、还原剂作用，各占一半，起还原剂的过氧化钠中O元素化合价有-1升高为0价，故0.5molNa2O2费用转移电子为1mol×$\frac{1}{2}$×2×[0-（-1）]=1mol，
故答案为：1mol；
②将1mol Na2O2投入200mL 3mol/L AlCl3溶液中，生成NaOH 2mol、0.5mol氧气，AlCl3溶的物质的量为0.6mol，1：4＜n（AlCl3）：n（NaOH）=3：10＜1：3，故生成Al（OH）3、AlO2-，溶液中溶质为偏铝酸钠、氯化钠，根据电荷守恒可知反应中n（AlO2-）=2mol-0.6mol×3=0.2mol，根据Al元素守恒可知，n[Al（OH）3]=0.6mol-0.2mol=0.4mol，确定n[Al（OH）3]：n（AlO2-）：n（氧气），
n[Al（OH）3]：n（AlO2-）：n（氧气）=0.4mol：0.2mol：0.5mol=4：2：5，
化学反应方程式为：10Na2O2+6AlCl3+6H2O=4Al（OH）3↓+2NaAlO2+5O2↑+18NaCl．

点评 本题考查元素周期表和元素周期律的综合应用、化学方程式的计算、性质实验方案设计等知识点，综合性较强，难点是性质实验方案设计和化学方程式的计算，注意（5）题发生的反应及各个物理量之间的关系，题目难度中等．

练习册系列答案
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10．A、B均为无色盐溶液，B的焰色反应呈黄色，E和F均为有刺激性气味的气体，H不溶于酸，一定条件下A、B可以发生图所示的物质之间的一系列变化：请填写下列空白．
（1）气体F的化学式为SO2，C中溶质的化学式为NaCl．
（2）写出下列反应的离子方程式：C→E2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl2↑+H2↑+2OH-；  D+G→HBaSO3+2H++SO42-=BaSO4↓+SO2↑+H2O；
（3）在混合溶液G中若滴入几滴石蕊溶液，可见现象为变红色，原因是SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4（ 用化学方程式表示G溶液的形成过程）
11．今有五种有机物：
①CH2OH（CHOH）4CHO
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⑤CH2═CH-COOH．
其中既能发生加成反应、加聚反应、酯化反应，又能发生氧化反应的是（　　）
A．③⑤B．①②⑤C．②④D．③④
8．可用来制备抗凝血药，通过下列路线合成：

（1）A与银氨溶液反应有银镜生成，写出该反应的化学方程式CH3CHO+2Ag（NH3）2OH$\stackrel{水浴加热}{→}$CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O．
（2）写出D→E的化学方程式+CH3OH$?_{△}^{浓硫酸}$+H2O．
（3）写出F和过量NaOH溶液共热时反应的化学方程式：+3NaOH$\stackrel{△}{→}$+CH3COONa+CH3OH+H2O．
（4）下列关于G的说法正确的是ab．
a．能与溴单质反应   b．能与金属钠反应   c．1mol G最多能和3mol氢气反应
（5）E的同分异构体很多，除E外符合下列条件的共8种．
①含苯环且能与氯化铁溶液显色    ②苯环上有两个取代基    ③含酯基．
15．CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g）△H＜0，在其他条件不变的情况下（　　）
A．加入催化剂，改变了反应的途径，反应的△H也随之改变
B．反应物总能量小于生成物总能量
C．升高温度，反应速率加快，但反应的△H不变
D．若在原电池中进行，反应放出的热量不变
5．如图是一种航天器能量储存系统原理示意图．下列说法正确的是（　　）
A．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
B．装置Y中负极的电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-
C．该系统中只存在3种形式的能量转化
D．装置X、Y形成的子系统能实现物质零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
12．用如图所示装置进行实验，将A逐滴加入B中：
（1）若A为浓硫酸；B为第三周期金属元素的片状单质，在常温下与冷水反应现象不明显；C为品红溶液．观察到品红溶液褪色．则B与浓H2SO4反应化学方程式：Mg+2H2SO4（浓）═MgSO4+SO2↑+2H2O，反应停止后往烧杯中加入沸水，又可观察到试管C中的现象：溶液又呈红色；
（2）若B为Na2CO3溶液，C为C6H5ONa溶液，实验所观察到小试管内溶液由澄清变浑浊，则试管C中化学反应的离子方程式：C6H5O-+H2O+CO2→C6H5OH+HCO3-，然后往烧杯中加入沸水，可观察到试管C中的现象：浑浊变澄清；
（3）若B是生石灰，观察到C溶液先形成沉淀，然后沉淀溶解．当沉淀完全溶解，恰好变澄清时，关闭E．然后往小试管中加入少量葡萄糖溶液，再往烧杯中加入热水，静置片刻，观察到试管壁出现光亮的银镜，则A是氨水（填名称），C是AgNO3（填化学式）．
9．下列电子式正确的是（　　）
A．B．
C．D．
10．关于化学反应中能量变化的说法错误的是（　　）
A．如图所示的反应为吸热反应
B．化学反应中有物质变化也有能量变化
C．需要加热才有发生的反应一定是吸热反应
D．化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量

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