Question

16．现有部分短周期元素的性质或原子结构如表：

元素编号	元素性质或原子结构
A	有三个电子层，K、M层电子数之和等于L层电子数
B	短周期中金属性最强
C	常温下单质为双原子分子，氢化物的水溶液呈碱性
D	元素最高正价是+7价

（1）用化学用语回答下列问题：
①A元素在周期表中的位置第三周期第ⅥA族；②C单质分子的电子式；
③D的原子结构示意图；④电子式表示A和B元素组成的化合物的形成过程：．
（2）元素D与元素A相比，非金属性较强的是Cl（用元素符号表示），下列表述中能证明这一事实的是bde（填选项序号）．
a．常温下D的单质和A的单质状态不同
b．D的氢化物比A的氢化物稳定
c．一定条件下D和A的单质都能与钠反应
d．A最高价含氧酸的酸性弱于D最高价含氧酸
e．D单质能与A的氢化物反应生成A单质
（3）X是由A、B、C、D四种元素中的某种元素组成的单质，能经图所示的过程转化为（其他条件略去）．

①若Y是有刺激性气味的无色气体，把Y通入BaCl₂溶液中，无现象，然后滴加适量H₂O₂溶液，有白色沉淀生成，则该白色沉淀为BaSO₄，试写出Y与H₂O₂溶液反应的化学方程式：SO₂+H₂O₂=H₂SO₄；
②若Z是红棕色气体，则Z→W的反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为1：2．

Answer 1

分析 A元素原子有三个电子层，K、M层电子数之和等于L层电子数，则其M层电子数=8-2=6，故A为硫；B在短周期中金属性最强，则B为Na；常温下C单质为双原子分子，氢化物的水溶液呈碱性，则C为氮元素；D元素最高正价是+7价，且为短周期元素，故D为Cl．
（1）①主族元素周期数=电子层数、族序数=最外层电子数；
②C单质为N₂，分子中氮原子之间形成3对共用电子对；
③Cl原子核外电子数为17，结合核外电子排布规律书写；
④Na₂S属于离子化合物，钠原子与硫原子的电子式表示硫化钠的形成；
（2）元素氢化物稳定性，元素最高价含氧酸的酸性强弱，单质之间的相互置换等可以判断元素非金属性强弱；
（3）X是由S、Na、N、Cl四种元素中的某种元素组成的单质，
①若Y是有刺激性气味的无色气体，硫元素单质化合物性质符合，可推知X为硫、Y为SO₂、Z为SO₃、W为H₂SO₄，SO₂被H₂O₂氧化为硫酸，硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡与盐酸；
②若Z是红棕色气体，则Z为NO₂，则X为N₂、Y为NO、W为HNO₃，则Z→W的反应为3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，结合氮元素化合价变化判断．

解答 解：A元素原子有三个电子层，K、M层电子数之和等于L层电子数，则其M层电子数=8-2=6，故A为硫；B在短周期中金属性最强，则B为Na；常温下C单质为双原子分子，氢化物的水溶液呈碱性，则C为氮元素；D元素最高正价是+7价，且为短周期元素，故D为Cl．
（1）①A为S元素，原子核外有3个电子层、最外层电子数为6，处于周期表中第三周期第ⅥA族，故答案为：第三周期第ⅥA族；
②C单质为N₂，分子中氮原子之间形成3对共用电子对，电子式为，故答案为：；
③Cl原子核外电子数为17，原子结构示意图为，故答案为：；
④Na₂S属于离子化合物，钠原子与硫原子的电子式表示硫化钠的形成过程为：，
故答案为：；
（2）Cl元素非金属性比硫的强，
a．常温下单质的状态属于物理性质，不能用以判断非金属性的强弱，故a错误；
b．D的氢化物比A的氢化物稳定，说明D的非金属性较强，故b正确；
c．一定条件下D和A的单质都能与钠反应，说明都具有氧化性，但不能说明非金属性的强弱，故c错误；
d．A的最高价含氧酸酸性弱于D的最高价含氧酸，说明D的非金属性较强，故d正确；
e．D单质能与A的氢化物反应生成A单质，说明D的非金属性较强，故e正确．
故答案为：Cl：bde；
（3）X是由S、Na、N、Cl四种元素中的某种元素组成的单质，
①若Y是有刺激性气味的无色气体，硫元素单质化合物性质符合，可推知X为硫、Y为SO₂、Z为SO₃、W为H₂SO₄，SO₂通入BaCl₂溶液中，然后滴加适量H₂O₂溶液，SO₂被氧化性为硫酸，发生反应：SO₂+H₂O₂=H₂SO₄，硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡与盐酸，白色沉淀为BaSO₄，该反应的化学方程式为：BaCl₂+SO₂+H₂O₂=BaSO₄↓+2HCl，
故答案为：BaSO₄；SO₂+H₂O₂=H₂SO₄；
②若Z是红棕色气体，则Z为NO₂，则X为N₂、Y为NO、W为HNO₃，则Z→W的反应为3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，反应中二氧化氮是氧化剂、还原剂，起氧化剂的二氧化氮生成NO，起还原剂的二氧化氮生成硝酸，故氧化剂与还原剂物质的量之比=1：2，
故答案为：1：2．

点评 本题考查结构性质位置关系应用、无机物推断等，明确元素种类是解答的关键，侧重考查常用化学用语及元素化合物性质，注意掌握非金属性、金属键强弱比较规律，难度中等．