Question

14．A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大．已知：A是原子半径最小的元素，B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，C元素的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应能生成盐，D与E同主族，E元素原子的最外层电子数比次外层电子数少2．请回答：
（1）C的原子结构示意图为．
（2）元素D的单质与金属钠反应生成的化合物可作潜水面具中的供氧剂，这种化合物与水反应的离子方程式为2Na₂O₂+2H₂O═4Na⁺+4OH^-+O₂↑．
（3）D和E两种元素相比较，其原子得电子能力较强的是氧（写名称）．
以下说法中，可以证明上述结论的是bc （填写编号）．
a．比较这两种元素的常见单质的沸点
b．二者形成的化合物中，D元素的原子显负价
c．比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
d．比较这两种元素氢化物的水溶液的酸性
（4）元素A、D、E与钠元素可形成两种酸式盐（均含有该四种元素），这两种酸式盐在水溶液中反应的离子方程式是H⁺+HSO₃^2-═SO₂↑+H₂O．
（5）由元素A、B、D组成的一元酸X为日常生活中的调味剂，元素A、F组成的化合物为Y．在等体积、等pH的X、Y的溶液中分别加入等质量的锌粉，反应后若最后仅有一份溶液中存在锌粉，则反应过程中两溶液中反应速率的大小关系是：X＞Y（选填“＞”“=”或“＜”）．
（6）元素F的单质常温下是一种气体，工业上主要是通过电解其钠盐的饱和溶液的方法获得该气体，假定装入的饱和溶液为100mL（电解前后溶液体积变化可忽略），当测得阴极上产生11.2mL（标准状况）气体时停止通电，将溶液摇匀，此时溶液的pH为12．

Answer 1

分析 原子半径最小的元素是氢；最外层电子数是次外层电子数的2倍，B元素是碳；题意说明C元素的氢化物溶液为碱性，故是氮元素；E元素为第3周期元素，故其最外层电子数为6，所以D、E是氧、硫，则F是氯；
（1）C是N元素，其原子核内有7个质子、核外有7个电子；
（2）D元素单质与钠反应生成的化合物可以作潜水面具中的供氧剂，为过氧化钠，过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气；
（3）元素的非金属性越强，其形成的化合物中显负化合价，其氢化物的稳定性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强；
（4）A、D、E与钠元素可形成两种酸式盐（均含有该四种元素），这两种酸式盐分别是硫酸氢钠和亚硫酸氢钠，二者反应生成二氧化硫和水；
（5）由元素A、B、D组成的一元酸X为日常生活中的调味剂，元素A、F组成的化合物为Y，X为醋酸、Y为HCl，pH相等的这两种酸中，醋酸浓度大于盐酸，且反应过程中醋酸继续电离出氢离子，反应速率与氢离子浓度成正比；
（6）工业上用电解饱和食盐水的方法制取氯气，阴极上生成氢气、阳极上生成氯气，根据氢气与氢氧根离子之间的关系式计算氢氧根离子浓度，再根据离子积常数计算氢离子浓度，从而计算溶液的pH．

解答 解：原子半径最小的元素是氢；最外层电子数是次外层电子数的2倍，B元素是碳；题意说明C元素的氢化物溶液为碱性，故是氮元素；E元素为第3周期元素，故其最外层电子数为6，所以D、E是氧、硫，则F是氯．

（1）C是N元素，其原子核内有7个质子、核外有7个电子，其原子结构示意图为，故答案为：；
（2）D元素单质与钠反应生成的化合物可以作潜水面具中的供氧剂，为过氧化钠，过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，离子方程式为2Na₂O₂+2H₂O═4Na⁺+4OH^-+O₂↑，故答案为：2Na₂O₂+2H₂O═4Na⁺+4OH^-+O₂↑；
（3）这两种元素分别O、S元素，非金属性较强的是O元素，
a．氧、硫同主族，故氧的非金属性比硫强．沸点是物质的物理性质，不能作为判断非金属性强弱的依据，故a错误；
b．S、O形成的化合物中，共用电子对偏向非金属性强的元素，故b正确；
c．氢化物的稳定性可以作为判断非金属性强弱的依据，而其水溶液酸性强弱不能作为判断非金属性强弱的依据，故c正确；
d．非金属性强弱与其氢化物水溶液酸性强弱无关，故d错误；
故答案为：氧；b、c；
（4）A、D、E与钠元素可形成两种酸式盐（均含有该四种元素），这两种酸式盐分别是硫酸氢钠和亚硫酸氢钠，二者反应生成二氧化硫和水，离子方程式为H⁺+HSO₃^2-═SO₂↑+H₂O，
故答案为：H⁺+HSO₃^2-═SO₂↑+H₂O；
（5）由元素A、B、D组成的一元酸X为日常生活中的调味剂，元素A、F组成的化合物为Y，X为醋酸、Y为HCl，pH相等的这两种酸中，醋酸浓度大于盐酸，且反应过程中醋酸继续电离出氢离子，反应速率与氢离子浓度成正比，所以反应过程中醋酸中氢离子浓度大于HCl，则醋酸反应快，
故答案为：＞；
（6）电解NaCl溶液：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，故产生OH^-的物质的量：n（OH^-）=2n（H₂）=$\frac{（11.2×1{0}^{-3}）L}{22.4L/mol}$×2=10^-3mol，c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-3}mol}{0.1L}$=10^-2mol•L^-1，根据水的离子积常数，可知c（H⁺）=10^-12mol•L^-1，pH=12，
故答案为：12．

点评 本题考查位置结构性质相互关系及运用，为高频考点，明确原子结构、元素周期表结构、电解原理、弱电解质电离、元素周期律等知识点是解本题关键，综合性较强，难点是（6）的pH计算，题目难度不大．