Question

如图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A的价电子排布式

 

．其同周期非金属元素（包括稀有气体）第一电离能由大到小的顺序是

 

．
（2）C₂晶体中，其配位数为

 

．
（3）用电子式表示D₂G的形成过程

 

．
（4）C、D、G离子半径大小顺序是

 

＞

 

＞

 

（用离子符号回答）．
（5）某同学设计实验（见图2）证明A、B、F的非金属性强弱关系．
①溶液a和b分别为

 

．
②溶液c中的离子方程式为

 

．
（6）将0.5mol D₂C₂投入100mL 3mol/L ECl₃溶液中用一个离子方程式表示该反应

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,探究化学规律

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：由图中化合价可知，A、F的化合价都为+4、-4价，二者同主族，且F的原子序数较大，故A为C元素、故F为Si元素；
C的化合价为-2价，没有正化合价，故C为O元素；
D的化合价为+1价，处于ⅠA族，原子序数大于O元素，故D为Na元素；
E为+3价，原子序数大于Na，则E为Al元素；
G的最高正价为+6价、最低价为-2，应为S元素；B的有+5、-3价，处于ⅤA族，原子序数介于C、O之间，则B为N元素，
根据以上分析可知：A为C元素、B为N元素、C为O元素、D为Na元素、E为Al元素、F为Si元素、G为S元素．

解答： 解：由图中化合价可知，A、F的化合价都为+4、-4价，二者同主族，且F的原子序数较大，故A为C元素、故F为Si元素；C的化合价为-2价，没有正化合价，故C为O元素；D的化合价为+1价，处于ⅠA族，原子序数大于O元素，故D为Na元素；E为+3价，原子序数大于Na，则E为Al元素；
G的最高正价为+6价、最低价为-2，应为S元素；B的有+5、-3价，处于ⅤA族，原子序数介于C、O之间，则B为N元素，
根据以上分析可知：A为C元素、B为N元素、C为O元素、D为Na元素、E为Al元素、F为Si元素、G为S元素，
（1）A为C元素，原子有2个电子层，价电子数为4，价电子排布为：2s²2p²；
同周期非金属元素（包括稀有气体）有：Ne、F、N、O、C、B，同一周期中随着原子序数的递增，第一电离能逐渐增大，但是N原子的2p电子处于半满状态，比较稳定，其第一电离能大于O原子，所以第二周期非金属元素（包括稀有气体）第一电离能由大到小的顺序为：Ne F N O C B，
故答案为：2s²2p²；Ne F N O C B；
（2）C为氧元素，氧气固态形成的晶体为分子晶体，与氧相邻的其他氧气分子有12个，所以其配位数为12，
故答案为：12；
（3）D为Na元素、G为S元素，Na₂S属于离子化合物，含有离子键，用电子式表示形成过程为：，
故答案为：；
（4）C为O元素、D为Na元素、G为S元素，电子层结构相同核电荷数越大离子半径越小，电子层越多离子半径越大，故离子半径S^2-＞O^2-＞Na⁺，
故答案为：S^2-；O^2-；Na⁺；
（5）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：SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-，
故答案为：SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-；
（6）将0.5mol Na₂O₂投入100mL 3mol/L AlCl₃溶液中，生成1molNaOH、0.25mol氧气，AlCl₃溶的物质的量为0.3mol，1：4＜n（AlCl₃）：n（NaOH）=3：10＜1：3，故反应生成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^-）=1mol-0.3mol×3=0.1mol，
根据Al元素守恒可知：n[Al（OH）₃]=0.3mol-0.1mol=0.2mol，故n[Al（OH）₃]：n（AlO₂^-）：n（氧气）=0.2mol：0.1mol：0.25mol=4：2：5，反应离子方程式为：10Na₂O₂+6Al³⁺+6H₂O=4Al（OH）₃+2AlO₂^-+5O₂↑+20Na⁺，
故答案为：10Na₂O₂+6Al³⁺+6H₂O=4Al（OH）₃+2AlO₂^-+5O₂↑+20Na⁺．

点评：本题考查结构性质位置关系、半径比较、电子式、化学实验、氧化还原反应计算、离子方程式的书写等，题目难度中等，（6）中离子方程式书写关键是确定氢氧化铝与偏铝酸钠的关系，也可以用方程式进行过量计算解答．