Question

16．A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表中八种原子序数依次增大的短周期元素，I是地壳中含量位于第二位的金属元素．已知
①A元素的原子半径在周期表中最小
②B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的两倍
③C元素最高价氧化物的水化物和氢化物反应生成盐
④D元素和E元素可形成E₂D、E₂D₂两种离子化合物
⑤H、D两元素同主族，G、H两元素同周期
⑥G元素是同周期中离子半径最小的元素．回答下列问题：
（1）写出B、H两种元素形成化合物的结构式S=C=S，A、D、E三种元素形成的化合物的电子式，写出③中生成盐的化学键类型离子键和共价键．
（2）甲、乙、丙分别是B、G、H三种元素最高价含氧酸的钠盐（包括酸式盐），甲、乙都能与丙发生反应，且丙用量不同，反应产物不同．则向甲溶液中缓慢滴加过量的丙溶液，可观察到的实验现象是开始无明显现象，后来生成大量无色气体，向乙溶液中缓慢滴加过量的丙溶液发生的离子反应方程式为H⁺+AlO₂^-+H₂O=Al（OH）₃↓和Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O．
（3）由元素F和I形成的氢氧化物难溶于水，常温下它们的溶度积如下：

物质	F（OH）2	I（OH）3
Ksp	5.61×10-12	2.64×10-39

向含有F²⁺、I³⁺的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH=8时，c（F²⁺）：c（I³⁺）=2.125×10²¹．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表中八种原子序数依次增大的短周期元素，I是地壳中含量位于第二位的金属元素，则I为Fe元素；
①A元素的原子半径在周期表中最小，A为H元素；
②B元素的原子最外层电子数是次外层电子数的两倍，有2个电子层，最外层电子数为4，B为C元素；
③C元素的最高价氧化物的水化物和氢化物反应生成盐，C为N元素；
④D元素和E元素可以形成E₂D、E₂D₂两种离子化合物，E为Na元素，D为O元素；
⑤H、D两元素同主族，D为O元素，则H为S元素；G、H两元素同周期，处于第三周期；
⑥G原子序数大于Na，在第三周期，而且G元素是同周元素中离子半径最小的元素，则G为Al元素，F元素的原子序数介于Na与Al之间，则F为Mg元素；
（1）B、H形成的化合物为CS₂，A、D、E三种元素形成的化合物是NaOH，属于离子化合物，由钠离子与氢氧根离子构成；③中生成盐为氯化铵；
（2）甲、乙、丙分别是C、Al、S三种元素最高价含氧酸的钠盐（包括酸式盐），甲、乙都能与丙发生反应，且丙用量不同，反应产物不同，则甲是Na₂CO₃，乙是NaAlO₂，丙是NaHSO₄，则向Na₂CO₃溶液中缓慢滴加过量的NaHSO₄溶液，开始生成碳酸氢钠和硫酸钠，后来生成二氧化碳和硫酸钠；向NaAlO₂溶液中缓慢滴加过量的NaHSO₄溶液，先生成氢氧化铝沉淀，后沉淀逐渐溶解；
（3）根据氢氧化镁和氢氧化铁的溶解平衡以及溶度积表达式计算．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表中八种原子序数依次增大的短周期元素，I是地壳中含量位于第二位的金属元素，则I为Fe元素；
①A元素的原子半径在周期表中最小，A为H元素；
②B元素的原子最外层电子数是次外层电子数的两倍，有2个电子层，最外层电子数为4，B为C元素；
③C元素的最高价氧化物的水化物和氢化物反应生成盐，C为N元素；
④D元素和E元素可以形成E₂D、E₂D₂两种离子化合物，E为Na元素，D为O元素；
⑤H、D两元素同主族，D为O元素，则H为S元素；G、H两元素同周期，处于第三周期；
⑥G原子序数大于Na，在第三周期，而且G元素是同周元素中离子半径最小的元素，则G为Al元素，F元素的原子序数介于Na与Al之间，则F为Mg元素；
（1）B、H形成的化合物为CS₂，其结构式为S=C=S；A、D、E三种元素形成的化合物是NaOH，属于离子化合物，由钠离子与氢氧根离子构成，电子式为，③中生成盐为氯化铵，氯化铵中存在离子键和共价键；
故答案为：S=C=S；；离子键和共价键；
（2）甲、乙、丙分别是C、Al、S三种元素最高价含氧酸的钠盐（包括酸式盐），甲、乙都能与丙发生反应，且丙用量不同，反应产物不同，则甲是Na₂CO₃，乙是NaAlO₂，丙是NaHSO₄，则向Na₂CO₃溶液中缓慢滴加过量的NaHSO₄溶液，开始生成碳酸氢钠和硫酸钠，后来生成二氧化碳和硫酸钠，所以可观察到的实验现象是：开始无明显现象，后来生成大量无色气体；向NaAlO₂溶液中缓慢滴加过量的NaHSO₄溶液，先生成氢氧化铝沉淀，后沉淀逐渐溶解，发生的离子反应方程式为：H⁺+AlO₂^-+H₂O=Al（OH）₃↓，Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O，
故答案为：开始无明显现象，后来生成大量无色气体；H⁺+AlO₂^-+H₂O=Al（OH）₃↓；Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O；
（3）向含有Mg²⁺、Fe³⁺的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH=8时，溶液中c（OHOH^-）=10^-6mol/L，c（Mg²⁺）=$\frac{Ksp}{{c}^{2}（O{H}^{-}）}$=$\frac{5.61×1{0}^{-12}}{（1{0}^{-6}）^{2}}$=5.61mol/L，c（Fe³⁺）=$\frac{Ksp}{{c}^{3}（O{H}^{-}）}$=$\frac{2.64×1{0}^{-39}}{（1{0}^{-6}）^{3}}$=2.64×10^-21mol/L，所以 c（Mg²⁺）：c（Fe³⁺）=5.61：2.64×10^-21=2.125×10²¹，
故答案为：2.125×10²¹．

点评 本题以元素推断为载体，考查常用化学用语书写、化学键、元素化合物的性质、溶度积常数的有关计算等，题目综合性较大，侧重于考查学生的分析能力和计算能力，注意基础知识的理解掌握．