Question

5．A、B、C、D、E、F、G、H八种元素分布在三个不同的短周期，它们的原子序数依次增大，其中B、C、D为同一周期，A与E，B与G，D与H分别为同一主族，C、D、F三种元素的原子序数之和为28，F的质子数比D多5个，D的最外层电子数是F的2倍，C和D的最外层电子数之和为11．请回答下列问题：
（1）以上八种元素中非金属所形成的最简单气态氢化物稳定性最弱的是（填化学式）SiH₄；E、F、H所形成的简单离子的半径由小到大的顺序为（用离子符号表示）Al³⁺＜Na⁺＜S^2-．
（2）一定条件下，A的单质气体与C的单质气体充分反应生成 W气体，W的电子式；由A、D两元素可以组成X、Y两种化合物，X在一定条件下可以分解成Y，X中所含化学键类型极性键、非极性键；（填写“极性共价键”、“非极性共价键”、“离子键”）向X中加入酸性KMnO₄溶液，写出二者恰好反应的离子方程式5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=5O₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；
（3）G是非金属元素，其单质在电子工业中有重要应用，G的最高价氧化物1.2g与0.48g B单质在高温下发生置换反应转移的电子数目为0.08N_A．
（4）A的单质与D的单质在KOH的浓溶液中可以形成原电池，如果以铂为电极，则负极的电极反应式为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G、H八种元素分布在三个不同的短周期，它们的原子序数依次增大，则A为氢元素；A与E同一主族，E原子序数比A至少大4，可推知E为Na；B、C、D为同一周期，应处于第二周期，E、F、G、H都处于第三周期，令F的最外层电子数为x，其质子数为10+x，则D原子最外层电子数为2x，质子数为2+2x，由于F的质子数比D多5，则有：10+x-（2-2x）=5，解得x=3，故F为Al、D为O，C、D、F三种元素的原子序数之和为28，则C的原子序数=28-8-13=7，故C为N；D与H分别为同主族，则H为S；B与G同主族，结合原子序数可知，处于ⅣA族，故B为C、G为Si，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G、H八种元素分布在三个不同的短周期，它们的原子序数依次增大，则A为氢元素；A与E同一主族，E原子序数比A至少大4，可推知E为Na；B、C、D为同一周期，应处于第二周期，E、F、G、H都处于第三周期，令F的最外层电子数为x，其质子数为10+x，则D原子最外层电子数为2x，质子数为2+2x，由于F的质子数比D多5，则有：10+x-（2-2x）=5，解得x=3，故F为Al、D为O，C、D、F三种元素的原子序数之和为28，则C的原子序数=28-8-13=7，故C为N；D与H分别为同主族，则H为S；B与G同主族，结合原子序数可知，处于ⅣA族，故B为C、G为Si，
（1）以上八种元素中的非金属中Si的非金属性最弱，其形成的最简单气态氢化物SiH₄稳定性最弱，
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-＞Na⁺＞Al³⁺，故答案为：SiH₄；Al³⁺＜Na⁺＜S^2-；
（2）一定条件下，氢气与氮气充分反应可生成气体W为NH₃，其结构式为；
由H、O两元素可以组成X、Y两种化合物，X在一定条件下可以分解生成Y，则X为H₂O₂、Y为H₂O，H₂O₂分子中O原子之间形成1对共用电子对，H原子与O原子之间形成1对共用电子对，其电子式：，存在氧氧非极性键和氢氧极性键，过氧化氢与高锰酸根离子反应生成氧气和锰离子，反应的离子方程式为：
 5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=5O₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，故答案为：，极性键、非极性键； 5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=5O₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；
（3）二氧化硅与碳在高温下反应生成CO与Si，化学反应方程式为SiO₂+2C $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO↑+Si，二氧化硅中Si由+4价变为0价，1mol二氧化硅反应转移电子数为4mol，1.2g二氧化硅的物质的量为：$\frac{1.2g}{60g/mol}$=0.02mol，0.48g C单质的物质的量为$\frac{0.48g}{12g/mol}$=0.04mol，故两者恰好完全反应，转移电子数为0.02mol×4=0.08mol，故答案为：0.08N_A；
（4）氢气与氧气可以构成燃料电池，氢气在负极失去电子，结合氢氧根生成水，电极反应方程式为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，故答案为：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．

点评 本题结构性质位置关系综合应用，涉及元素周期律、比较离子半径、电子式、氧化还原反应、电极反应方程式的书写等，难度中等，推断元素是解题的关键．