Question

6．请根据H、O、Na、Si、S、Cl、Fe、Cu八种元素及其化合物，并用化学用语回答下列问题：
（1）写出元素O的离子结构示意图．
（2）写出元素Na与S形成化合物的电子式是．
（3）写出元素O、Na、S的离子半径由大到小的顺序为r（S^2-）＞r（O^2-）＞r（Na⁺）．
（4）写出元素Si、S、Cl最高价氧化物由强到弱的顺序为HClO₄＞H₂SO₄＞H₂SiO₃．
（5）由上述部分元素组成的物质间，在一定条件下，可以发生如图1所示的变化，其中A是一种淡黄色的固体，请回答：
①写出固体A与液体X反应的离子方程式2Na₂O₂+2H₂O═4Na⁺+OH^-+O₂↑．
②Y是一种形成酸雨气体．可用溶液B吸收，当B与Y物质的量之比为1：1且恰好完全反应时，所得溶液D．已知溶液D显酸性，则D溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）．
（6）某反应中反应物与生成物有FeCl₂、FeCl₃、CuCl₂、Cu．上述反应设计成的原电池如图甲所示，设计成的电解池如图乙所示，乙烧杯中金属阳离子的物质的量与电子转移的物质的量的变化关系如图丙．
①图中X溶液是FeCl₃和FeCl₂；
②原电池工作时，盐桥中的K⁺（选填“K⁺”或“Cl^-”）不断进入X溶液中
③图丙中的②线是Fe²⁺的变化．
④当电子转移2mol时，向乙烧杯中加入2.8L5mol•L^-1NaOH溶液才能使有的金属阳离子沉淀完全．

Answer 1

分析 （1）氧离子核内有8个质子，核外有两个电子层，分别容纳2，8个电子
（2）硫化钠中存在钠离子和硫离子，钠离子直接用离子符号表示，硫离子需要标出最外层电子及所带电荷；
（3）电子层结构相同的离子，离子半径随着原子序数增大而减小；电子层不同的离子半径随电子层数的增多而增大；
（4）元素的非金属性越强，对应的最高价氧化物对应的水化合物酸性越强，本题要首先判断元素的非金属性强弱；
（5）由题干可知：淡黄色固体A是Na₂O₂；液体X是H₂O；气体Y是SO₂；气体C则为O₂；溶液D显酸性是NaHSO₃；
（6）①该反应为2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂，Cu做负极，石墨为正极，X为FeCl₃和FeCl₂溶液；
②盐桥中阳离子向正极移动
③根据转移电子的物质的量和金属阳离子的物质的量的变化确定曲线对应的离子；
④结合转移电子的物质的量计算

解答 解：（1）氧离子核内有8个质子，核外有两个电子层，分别容纳2，8个电子，离子结构示意图：，故答案为：
（2）Na₂S为离子化合物，钠离子用离子符号表示，硫离子标出最外层电子，硫化钠的电子式为：，
故答案为：；
（3）电子层结构相同的离子，离子半径随着原子序数增大而减小；电子层不同的离子半径随电子层数的增多而增大，离子半径：S^2-＞O^2-＞Na⁺，故答案为：r（S^2-）＞r（O^2-）＞r（Na⁺）；
（4）元素周期表中，同一周期元素从左到右元素的非金属性逐渐增强，则非金属性：Cl＞S＞Si，元素的非金属性越强，对应的最高价氧化物对应的水化合物酸性越强，故答案为：HClO₄＞H₂SO₄＞H₂SiO₃；
（5）淡黄色固体A是Na₂O₂；液体X是H₂O；气体Y是SO₂；气体C则为O₂；D溶液显酸性是NaHSO₃．
①过氧化钠与水反应的要拆成离子，故答案为：2Na₂O₂+2H₂O═4Na⁺+OH^-+O₂↑；
②NaHSO₃溶液呈酸性，NaHSO₃溶液中存在亚硫酸氢根的水解与电离，水解导致其呈碱性，电离导致其呈酸性，据此分析：电离程度大于水解程度；故离子浓度大小为：c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），故答案为：c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）；
（6））①据反应物和生成物可以确定该反应为2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂，所以X为FeCl₃和FeCl₂溶液，
故答案为：FeCl₃和FeCl₂；
②Cu做负极，石墨作正极，盐桥中阳离子向正极移动，则K⁺不断移向正极即进入X溶液中，
故答案为：K⁺；
③根据丙图可知溶液中有三种金属阳离子，而根据X的成分可知X中只有两种金属阳离子，说明在电解过程中还有Cu²⁺生成，它的物质的量从零逐渐增大，③为Cu²⁺，①表示的金属离子的物质的量正极减少，则为Fe³⁺，所以②为Fe²⁺，
故答案为：Fe²⁺；
④当电子转移为2mol时，溶液中有Fe³⁺ 2mol，Fe²⁺ 3mol，Cu²⁺为1mol，所以需要加入NaOH溶液14mol，所以NaOH溶液等体积为14mol÷5mol•L^-1=2.8L，
故答案为：2.8．

点评 本题综合考查了物质结构与性质、电解质溶液、原电池和电解原理相关知识，综合性强，难度大，主要考查学生分析问题的能力，是高考的热点习题