Question

2．如图为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑩在表中的位置，用化学用语回答下列问题：

（1）画出⑦的原子结构示意图；写出其单质的一种重要用途用作半导体材料（或用作太阳能电池板或制作计算机芯片）．
（2）②、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序为Na＞Al＞C；⑦、⑧、⑨的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是HClO₄＞H₂SO₄＞H₂SiO₃；上述元素形成的气态氢化物最稳定的是HF．
（3）②的单质与⑧的最高价氧化物对应水化物的浓溶液能发生反应，其反应的化学方程式为C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O．
（4）表中⑤、⑥、⑨三种元素的最高价氧化物对应水化物之间可以两两发生反应，写出他们之间两两反应的离子方程式Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；OH^-+H⁺=H₂O；Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O．
（5）X、Y是中学化学中的常见物质，X、Y分别由元素④、⑤和②、④形成，X与Y的反应是潜水艇和呼吸面具中氧气的来源．X中含有的化学键类型是离子键、共价键；写出X、Y之间反应的化学方程式2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；当反应中有3.01×10²³个电子转移时，参加反应的Y的质量是22g．

Answer 1

分析 由元素在周期表中位置，可知①为H、②为C、③为N、④为O、⑤为Na、⑥为Al、⑦为Si、⑧为S、⑨为Cl、⑩为F．
（1）⑦为Si，原子核外有14个电子，有3个电子层，各层电子数为2、8、4，单质用作半导体材料（或用作太阳能电池板或制作计算机芯片）；
（2）同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大；非金属性增强，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强、氢化物越稳定；
（3）碳与浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫与水；
（4）⑤、⑥、⑨三种元素的最高价氧化物对应水化物分别为NaOH、Al（OH）₃、HClO₄，氢氧化钠与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠与水，氢氧化钠与高氯酸反应生成高氯酸钠与水，氢氧化铝与高氯酸反应生成高氯酸铝与水；
（5）X、Y分别由元素④、⑤和②、④形成，X与Y的反应是潜水艇和呼吸面具中氧气的来源，则X为Na₂O₂、Y为CO₂，二者反应生成碳酸钠与氧气，反应中过氧化钠起氧化剂、还原剂作用，各占一半，计算参加反应过氧化钠物质的量，再根据方程式计算二氧化碳物质的量，根据m=nM计算二氧化碳的质量．

解答 解：由元素在周期表中位置，可知①为H、②为C、③为N、④为O、⑤为Na、⑥为Al、⑦为Si、⑧为S、⑨为Cl、⑩为F．
（1）⑦为Si，原子结构示意图为，单质用作半导体材料（或用作太阳能电池板或制作计算机芯片），
故答案为：；用作半导体材料（或用作太阳能电池板或制作计算机芯片）；
（2）同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，故原子半径：Na＞Al＞C；同周期自左而右非金属性增强，非金属性增强，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，故酸性：HClO₄＞H₂SO₄＞H₂SiO₃，上述元素中F元素非金属性最强，故HF最稳定，
故答案为：Na＞Al＞C；HClO₄＞H₂SO₄＞H₂SiO₃；HF；
（3）碳与浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫与水，反应方程式为：C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，
故答案为：C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
（4）⑤、⑥、⑨三种元素的最高价氧化物对应水化物分别为NaOH、Al（OH）₃、HClO₄，氢氧化钠与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠与水，氢氧化钠与高氯酸反应生成高氯酸钠与水，氢氧化铝与高氯酸反应生成高氯酸铝与水，反应离子方程式为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O、OH^-+H⁺=H₂O、Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O，
故答案为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；OH^-+H⁺=H₂O；Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O；
（5）X、Y分别由元素④、⑤和②、④形成，X与Y的反应是潜水艇和呼吸面具中氧气的来源，则X为Na₂O₂、Y为CO₂，过氧化钠含有离子键、共价键，二者反应生成碳酸钠与氧气，反应方程式为：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，反应中过氧化钠起氧化剂、还原剂作用，各占一半，转移电子为$\frac{3.01×1{0}^{23}}{6.02×1{0}^{23}mo{l}^{-1}}$=0.5mol，故参加反应过氧化钠为$\frac{\frac{0.5mol}{2}}{\frac{1}{2}}$=0.5mol，由方程式可知参加反应二氧化碳为0.5mol，其质量为0.5mol×44g/mol=22g，
故答案为：离子键、共价键；2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；22．

点评 本题考查元素周期表与元素周期律应用，注意对基础知识的理解掌握，有利于基础知识的巩固．