Question

A、B、C、D、E、F六种短周期元素，其原子序数依次增大，其中B与C同周期，D与E和F同周期，A与D同主族，C与F同主族，C元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍，B元素的最高正价和最低负价之和为2．又知六种元素所形成的常见单质在常温常压下有三种是气体，三种是固体．请回答下列问题：
（1）C、D、F三种元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序是

 

（用离子符号表示）．
（2）由A、B两种元素以原子个数比5：1形成离子化合物X，X的电子式为

 

．
（3）由A、B元素形成的化合物B₂A₄可以与O₂、KOH溶液形成原电池，用该原电池提供的能量电解足量的CuSO₄溶液，当消耗0.2mol B₂A₄时，若要使电解槽中溶液恢复到电解前的情况，需要向其中加入多少克什么物质？（填质量和化学式）

 

．
（4）若E是金属元素，其单质与氧化铁反应常用于焊接钢轨，请写出该反应的化学方程式：

 

．
（5）由A、C、D、F四种元素形成的化合物Y（DAFC₃）（已知A₂FC₃的Ka₁=1.3×10^-2、Ka₂=6.3×10^-8），则Y溶液中各离子浓度由大到小的顺序为

 

；室温下，向Y溶液中加入一定量的NaOH，使溶液中c（AFC₃^-）=c（FC₃^2-），则此时溶液呈

 

（填“酸性”、“碱性”或“中性”）．
（6）A 和B 形成的某种氯化物BA₂Cl 可作杀菌剂，其原理为BA₂Cl 遇水反应生成一种具有强氧化性的含氧酸，写出BA₂Cl 与水反应的化学方程式：

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用

专题：

分析：A、B、C、D、E、F六种短周期元素，其原子序数依次增大，C元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则C是O元素；C与F同主族，则F是S元素；B与C同周期，B元素的最高正价和最低负价之和为2，处于ⅤA族，B与C同周期，则B为N元素；D与E和F同周期，即处于第三周期，D、E原子序数均小于硫，故D、E单质均为固体，六种元素所形成的常见单质在常温常压下有三种是气体、三种是固体，则A的单质为气体，原子序数小于N，故A为H元素，A与D同主族，则D为Na；（4）中若E是金属元素，其单质与氧化铁反应常用于焊接钢轨，则E为Al，据此解答．

解答： 解：A、B、C、D、E、F六种短周期元素，其原子序数依次增大，C元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则C是O元素；C与F同主族，则F是S元素；B与C同周期，B元素的最高正价和最低负价之和为2，处于ⅤA族，B与C同周期，则B为N元素；D与E和F同周期，即处于第三周期，D、E原子序数均小于硫，故D、E单质均为固体，六种元素所形成的常见单质在常温常压下有三种是气体、三种是固体，则A的单质为气体，原子序数小于N，故A为H元素，A与D同主族，则D为Na．
（1）C、D、F三种元素形成的简单离子分别为O^2-、Na⁺、S^2-，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-＞O^2-＞Na⁺，
故答案为：S^2-＞O^2-＞Na⁺；
（2）由H、N两种元素以原子个数比5：1形成离子化合物为NH₄H，由铵根离子与氢负离子构成，X的电子式为，
故答案为：；
（3）由H、N元素形成的化合物N₂H₄可以与O₂、KOH溶液形成原电池，原电池总反应为：2N₂H₄+O₂=2N₂+2H₂O，当消耗0.2mol N₂H₄时，转移电子为0.2mol×2×2=0.8mol，用该原电池提供的能量电解足量的CuSO₄溶液，发生反应：2CuSO₄+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，得到Cu与氧气物质的量之比为2：1，若要使电解槽中溶液恢复到电解前的情况，需要向其中加入CuO，根据电子转移守恒可知CuO为

0.8mol

2

=0.4mol，其质量为0.4mol×80g/mol=32g
故答案为：CuO；32g；
（4）若E是金属元素，其单质与氧化铁反应常用于焊接钢轨，则E为Al，反应方程式为：Al+Fe₂O₃

高温  .

Fe+Al₂O₃，
故答案为：Al+Fe₂O₃

高温  .

Fe+Al₂O₃；
（5）由H、O、Na、S四种元素形成的化合物Y（DAFC₃）为NaHSO₃，已知H₂SO₃的Ka₁=1.3×10^-2、Ka₂=6.3×10^-8，则HSO₃^-的水解平衡常数为Kh=

c(H2SO3)?c(OH-)

c(HSO3-)

=

Kw

Ka1

=

10-14

1.3×10-2

≈7.7×10^-13，可知HSO₃^-的水解程度远远小于电离能程度，NaHSO₃溶液呈酸性，氢氧根离子浓度原小于亚硫酸根，而亚硫酸根的电离程度很小，亚硫酸氢根远远大于氢离子，氢离子源于亚硫酸根电离、水的电离，氢离子浓度大于硫酸根，故溶液中离子浓度关系为：c（Na²⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），
室温下，向NaHSO₃溶液中加入一定量的NaOH，使溶液中c（HSO₃^-）=c（SO₃^2-），由Ka₂=

c(SO32-)?c(H+)

c(HSO3-)

=6.3×10^-8，则溶液中c（H⁺）=6.3×10^-8＜10^-7，溶液呈碱性，
故答案为：c（Na²⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）；碱性；
（6）A 和B 形成的某种氯化物NH₂Cl可作杀菌剂，其原理为NH₂Cl 遇水反应生成一种具有强氧化性的含氧酸，应得到HClO，还得到NH₃，反应方程式为：NH₂Cl+H₂O=HClO+NH₃，
故答案为：NH₂Cl+H₂O=HClO+NH₃．

点评：本题考查结构性质位置关系应用，推断元素是解题关键，（5）中离子浓度大小判断、溶液酸碱性判断需要利用平衡常数进行计算，综合考查学生分析能力、逻辑推理能力及对知识的迁移运用，需要学生具备扎实的基础，难度中等．