Question

15．有A、B、C、D四种元素，已知A元素原子的K层和M层电子数相同；B元素原子的L层比K层电子数多5个；C元素的+3价阳离子和氖原子具有相同的电子层结构；D元素的原子核外有4个电子层，K层与L层电子数之和等于M层与N层电子数之和．
依信息完成下列有关问题．
①A为：Mg[填元素符号]．
②C的阳离子电子式为：Al³⁺；溶液中D元素的结构示意图．
③D的最高价氧化物的水化物电子式为：，C的最高价氧化物的水化物化学式为：Al（OH）₃．
④B的气态氢化物的结构式为H-F；
⑤工业上通常用电解的方法获得单质C，但不是电解其氯化物．其主要原因是：氯化铝为共价化合物，熔化时不导电，工业上获得C的化学方程式：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑．

Answer 1

分析 A元素原子的K层和M层电子数相同，说明原子核外有3个电子层，最外侧电子数为2，应为Mg，B元素原子的L层比K层电子数多5个，原子核外各层电子分别为2、7，应为F元素，C元素的+3价阳离子和氖原子具有相同的电子数，应为Al元素，D元素的原子核外有4个电子层，K层与L层电子数之和等于M层与N层电子数之和，说明原子核外各层电子数分别为2、8、8、2，应为Ca元素，结合题目分析解答．

解答 解：A元素原子的K层和M层电子数相同，说明原子核外有3个电子层，最外侧电子数为2，应为Mg，B元素原子的L层比K层电子数多5个，原子核外各层电子分别为2、7，应为F元素，C元素的+3价阳离子和氖原子具有相同的电子数，应为Al元素，D元素的原子核外有4个电子层，K层与L层电子数之和等于M层与N层电子数之和，说明原子核外各层电子数分别为2、8、8、2，应为Ca元素，
①通过以上分析知，A为Mg，故答案为：Mg；
②C为Al元素，C的阳离子电子式为：Al³⁺，D是Ca元素，溶液中D元素的结构示意图为，
故答案为：Al³⁺；；
③D的最高价氧化物的水化物是氢氧化钙，氢氧化钙的电子式为，C的最高价氧化物的水化物是Al（OH）₃，
故答案为：；Al（OH）₃；
④B是F元素，其氢化物的结构式为H-F，
故答案为：H-；
⑤熔融状态下氯化铝不导电，所以工业上采用电解熔融氧化铝的方法冶炼Al，反应方程式为2Al₂O₃$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，
故答案为：氯化铝为共价化合物，熔化时不导电；2Al₂O₃$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑．

点评 本题考查原子结构和元素周期律的关系，为高频考点，侧重考查学生分析判断及知识综合应用能力，明确元素周期表结构及原子结构、元素化合物性质是解本题关键，知道工业上不能用电解氯化铝冶炼Al的原因，为易错点．