题目内容

7.(1)短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,A为半径最小的原子,A和C同族,B和D同族,C离子和B离子具有相同的电子层结构,A和B形成的化合物在水中呈碱性,C和E形成的化合物在水中呈中性,且A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应可产生白烟.回答下列问题:
①C的元素符号Na,非金属性最强的元素是Cl(填元素符号),其简单阴离子的粒子结构示意图为;
②由A和B、D、E所形成的共价型化合物中,热稳定性最差的是H3P(用化学式表示);
(2)A、B、C、D、E、F六种物质的转化关系如图所示(反应条件和部分产物未标出),请回答下列问题:
①若A为短周期金属单质,D为短周期非金属单质,且所含元素的原子序数A是D的2倍,所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍,F的浓溶液与A、D反应都有红棕色气体生成,则A的原子结构示意图为,反应④的化学方程式为C+4HNO3(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2+4NO2↑+2H2O.
②若A、D、F都是短周期非金属元素单质,且A、D所含元素同主族,A、F所含元素同周期,且D中最外层电子数为次外层电子的一半,则反应①的化学方程式为2C+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑.标准状况下3.36L物质E与含氢氧化钠10.0g的溶液充分反应,所得溶液中溶质成分Na2CO2,0.1mol为NaHCO3,0.05mol(写出化学式和对应的物质的量).

分析 (1)短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,A为半径最小的原子,则A为H元素;A和C同族,结合原子序数大小可知C为Na元素;C离子和B离子具有相同的电子层结构,则B位于第二周期,B和D同族,则D位于第三周期;A和B形成的化合物在水中呈碱性,该化合物为氨气,则B为N元素,B和D同族,则D为P;A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应可产生白烟,则A、E形成的化合物为HCl,则E为Cl元素,满足“C和E形成的化合物在水中呈中性”,据此进行解答;
(2)①若A为第三周期的金属单质,D为短周期非金属单质,且所含元素的原子序数A是D的2倍,则A原子序数是偶数,所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍,则A是Mg、D是C元素,F的浓溶液与A、D反应都有红棕色气体生成,红棕色气体是NO2,则F是HNO3,C和HNO3浓溶液反应生成CO2、NO2和H2O,B能和Mg反应生成碳单质,则B是CO2,C是MgO,MgO和硝酸反应生成Mg(NO3)2和H2O,Mg和硝酸反应生成Mg(NO3)2,则E是Mg(NO3)2;
③A、D、F都是短周期非金属元素单质,且A、D所含元素同主族,B常用作光导纤维,则B为SiO2,A、F所含元素同周期,则A为C,D为Si,F为O2,根据转化关系,C为CO,E为CO2,反应①为C与二氧化硅的反应,据此答题.

解答 解:(1)短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,A为半径最小的原子,则A为H元素;A和C同族,结合原子序数大小可知C为Na元素;C离子和B离子具有相同的电子层结构,则B位于第二周期,B和D同族,则D位于第三周期;A和B形成的化合物在水中呈碱性,该化合物为氨气,则B为N元素,B和D同族,则D为P;A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应可产生白烟,则A、E形成的化合物为HCl,则E为Cl元素,满足“C和E形成的化合物在水中呈中性”,
①根据分析可知,C为Na元素;
同一周期元素,元素非金属性随着原子序数增大而增强,同一主族元素,元素非金属性随着原子序数增大而减弱,这几种元素中非金属性最强的是Cl元素;氯离子的核电荷数为17,核外电子总数为18,其离子结构示意图为,
故答案为:Na;Cl;;
②A和E形成的化合物是HCl,A和B形成的化合物是氨气,A与D形成的化合物磷化氢,非金属性越强,对应氢化物越稳定,则稳定性最弱的为H3P,
故答案为:H3P;
(2)①若A为第三周期的金属单质,D为短周期非金属单质,且所含元素的原子序数A是D的2倍,则A原子序数是偶数,所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍,则A是Mg、D是C元素,F的浓溶液与A、D反应都有红棕色气体生成,红棕色气体是NO2,则F是HNO3,C和HNO3浓溶液反应生成CO2、NO2和H2O,B能和Mg反应生成碳单质,则B是CO2,C是MgO,MgO和硝酸反应生成Mg(NO3)2和H2O,Mg和硝酸反应生成Mg(NO3)2,则E是Mg(NO3)2;
通过以上分析知,A是Mg,A的原子结构示意图为 ;
反应④的化学方程式为在加热条件下,碳和浓硝酸发生氧化还原反应生成二氧化碳、二氧化氮和水,反应方程式为:C+4HNO3(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2+4NO2↑+2H2O,
故答案为:;C+4HNO3(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2+4NO2↑+2H2O;
②A、D、F都是短周期非金属元素单质,且A、D所含元素同主族,则B为SiO2,A、F所含元素同周期,则A为C,D为Si,F为O2,根据转化关系,C为CO,E为CO2,反应①为C与二氧化硅的反应,该反应为2C+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑;
将标准状况下3.36L二氧化碳为:$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol,10.0g 氢氧化钠为:$\frac{10.0g}{40g/mol}$=0.25mol,二者物质的量之比为3:5,介于2:1与1:1之间,则生成Na2CO3、NaHCO3,设二者物质的量分别为xmol、ymol,则:$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.15}\\{2x+y=0.25}\end{array}\right.$,解得:x=0.1,y=0.05,
故答案为:2C+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑;Na2CO2,0.1mol;NaHCO3,0.05mol.

点评 本题考查无机物的推断、原子结构与元素周期律的关系等,为高频考点,涉及常见元素及其化合物知识的考查,把握元素的位置及单质的性质来分析推断各物质,注意根据物质的特殊元素、物质结构、物质之间的转化关系进行推断,熟悉常见单质及其化合物的性质是解本题关键,题目难度中等.

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