Question

某小组在研究前18号元素时发现：依据不同的标准和规律，元素周期表有不同的排列形式．如果将它们按原子序数递增的顺序排列，可形成图①所示的“蜗牛”形状，图中每个“．”代表一种元素，其中P点代表氢元素．
（1）X元素在常规周期表中的位置

 

（填周期和族）．
（2）写出M与Z两种元素形成的化合物的电子式

 

．
（3）下列说法正确的是

 

．
a．Z元素对应的氢化物比K元素对应的氢化物沸点高
b．虚线相连的元素处于同一主族
c．K、L、X三种元素的离子半径大小顺序是X³⁺＞L⁺＞K^2-
d．由K、L两种元素组成的化合物中可能含有共价键
（4）图②装置可以模拟钢铁的腐蚀，铁棒一极的电极反应式是

 

．若在图②溶液中滴加少量酚酞溶液并进行电解，发现Fe电极附近溶液变红，写出该电解池的离子方程式

 

．
牺牲阳极的阴极保护法利用的是

 

原理（填“电解池”或“原电池”）．
（5）已知室温下，X（OH）₃的K_sp或溶解度远大于Fe（OH）₃．向浓度均为0.01mol?L^-1的Fe（NO₃）₃和X（NO₃）₃混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液．请在下列坐标不意图中画出生成X（OH）₃的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,化学电源新型电池

专题：

分析：（1）X元素是Al元素，据此判断Al元素在周期表中的位置；
（2）M是Mg元素、Z是Cl元素，二者通过得失电子生成离子化合物氯化镁；
（3）a．K为O元素，Z为F元素，其氢化物分子间形成的氢键数目越多，沸点越高；
b．虚线相连的元素处于同一族；
c．电子层数越多其离子半径越大，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；
d．由K、L两种元素组成的化合物可能是Na₂O或Na₂O₂，活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键，非金属元素之间易形成共价键；
（4）L是Na、Z是Cl元素，LZ溶液是NaCl溶液，中性条件下，铁发生吸氧腐蚀，Fe作负极、C作正极，负极上Fe失电子发生氧化反应，若在图②溶液中滴加少量酚酞溶液并进行电解，发现Fe电极附近溶液变红，则Fe作阴极、C作阳极，电解氯化钠溶液得到氢氧化钠、氯气和氢气，牺牲阳极的阴极保护法利用的原理是原电池原理；
（5）室温下，Al（OH）₃的Ksp或溶解度远大于Fe（OH）₃，向浓度均为0.1mol?L?¹的Fe（NO₃）₃和Al（NO₃）₃混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液，NaOH先和Fe（NO₃）₃反应生成Fe（OH）₃，当铁离子完全反应后，Al（NO₃）₃再和NaOH反应生成Al（OH）₃沉淀，但Al元素完全以Al（OH）₃形式存在时，如果继续滴加NaOH溶液，Al（OH）₃转化为NaAlO₂而消失，据此画出图象．

解答： 解：（1）X元素是Al元素，Al原子核外有3个电子层、最外层电子数是3，主族元素原子电子层数与其周期数相等、最外层电子数与其族序数相等，所以Al元素位于第三周期第IIIA族，故答案为：第三周期第IIIA族；
（2）M是Mg元素、Z是Cl元素，二者通过得失电子生成离子化合物氯化镁，其电子式为，故答案为：；
（3）a．K为O元素，Z为F元素，水、氟化氢分子间均有氢键，但是水分子间形成的氢键数目多余HF分子间形成的氢键数目，其氢化物分子间形成的氢键数目越多，沸点越高，所以水的沸点大于氟化氢，故错误；
b．虚线相连的元素处于同一族，图中包含主族和零族元素，不全部是主族，故错误；
c．电子层数越多其离子半径越大，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，所以离子半径从小到大顺序为X³⁺＜L⁺＜K²?，故错误；
d．由K、L两种元素组成的化合物可能是Na₂O或Na₂O₂，过氧化钠中存在离子键和共价键，故正确；
故答案为：d；
（4）L是Na、Z是Cl元素，LZ溶液是NaCl溶液，中性条件下，铁发生吸氧腐蚀，Fe作负极、C作正极，负极上Fe失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe-2e^-=Fe²⁺，若在图②溶液中滴加少量酚酞溶液并进行电解，发现Fe电极附近溶液变红，则Fe作阴极、C作阳极，电解氯化钠溶液得到氢氧化钠、氯气和氢气，电解方程式为：2Cl^-+2H₂O

通电  .

H₂↑+Cl₂↑+2OH^-，牺牲阳极的阴极保护法利用的原理是原电池原理，
故答案为：Fe-2e^-=Fe²⁺；2Cl^-+2H₂O

通电  .

H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；原电池；
（5）室温下，Al（OH）₃的Ksp或溶解度远大于Fe（OH）₃，向浓度均为0.1mol?L?¹的Fe（NO₃）₃和Al（NO₃）₃混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液，NaOH先和Fe（NO₃）₃反应生成Fe（OH）₃，当铁离子完全反应后，Al（NO₃）₃再和NaOH反应生成Al（OH）₃沉淀，但Al元素完全以Al（OH）₃形式存在时，如果继续滴加NaOH溶液，Al（OH）₃转化为NaAlO₂而消失，所以滴加NaOH开始时没有氢氧化铝沉淀生成，当铁离子完全沉淀后再生成氢氧化铝沉淀，最后氢氧化铝完全溶解生成偏铝酸钠，因为硝酸铁和硝酸铝的浓度相等，则开始时不产生沉淀、生成氢氧化铝沉淀、氢氧化铝沉淀完全溶解需要NaOH的体积之比为3：3：1，所以其图象为，故答案为：．

点评：本题考查元素周期表和元素周期律综合应用，侧重考查学生分析问题、解答问题能力，涉及原子结构、元素周期律、物质性质、原电池和电解池原理等知识点，综合性较强，难点是（5）题图象画法，要根据方程式中各个物理量之间的关系式解答，难度中等．