Question

14．A、B、C、D、E五種短周期元素的原子序數(shù)依次增大．A原子的最外層電子比B原子的最外層電子少2個(gè)，B原子的質(zhì)子數(shù)是其電子層數(shù)的4倍；A、B、C三種元素能結(jié)合成化合物C₂AB₃，在1molC₂AB₃中共有52mol電子．D元素的單質(zhì)0.5mol與酸全部反應(yīng)時(shí)，有9.03×10²³個(gè)電子轉(zhuǎn)移．E元素的單質(zhì)是一種黃綠色氣體，水溶液具有漂白性．試填寫下列空白：
（1）元素B在周期表中的位置為第二周期ⅥA族．
（2）元素C、D、E形成的簡單離子的半徑由大到小為Cl^-＞Na⁺＞Al³⁺（用離子符號(hào)表示）．
（3）由元素B、C形成的一種化合物可以作為呼吸面具的供氧劑，寫出該化合物的電子式．
（4）分別有A和D元素的單質(zhì)做為電極，用導(dǎo)線連接后浸入E的氫化物的水溶液中，可以構(gòu)成原電池，則A為正極（填“正極”或“負(fù)極”）．
（5）門捷列夫在研究周期表時(shí)預(yù)言了包括“類鋁”、“類硅”在內(nèi)的11種元素．門捷列夫預(yù)言的“類硅”，多年后被德國化學(xué)家文克勒發(fā)現(xiàn)，命名為鍺（Ge）．已知主族元素鍺的最高化合價(jià)為+4價(jià)，其最高價(jià)氧化物的水化物為兩性氫氧化物．若鍺位于硅的下一周期，根據(jù)鍺在周期表中處于金屬和非金屬分界線附近，預(yù)測(cè)鍺單質(zhì)的一種可能的用途是半導(dǎo)體材料；硅和鍺單質(zhì)分別與H₂反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)較難進(jìn)行的是鍺（填“硅”或“鍺”）．
（6）“類鋁”在門捷列夫預(yù)言4年后，被布瓦博德朗在一種礦石中發(fā)現(xiàn)，命名為鎵（Ga）．鎵與鋁同主族，且位于鋁的下一周期．試從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋鎵與鋁性質(zhì)相似的原因鎵、鋁原子最外層均為3個(gè)電子．為判斷Ga（OH）₃是否為兩性氫氧化物，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要選用的試劑有GaCl₃溶液、NaOH溶液和稀硫酸或鹽酸．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五種短周期元素的原子序數(shù)依次增大．B原子的質(zhì)子數(shù)是其電子層數(shù)的4倍，則B為O或Mg，由于A原子的最外層電子比B原子的最外層電子少2個(gè)，故B為O元素，A為C元素；A、B、C三種元素能結(jié)合成化合物C₂AB₃，在1molC₂AB₃中共有52mol電子，則C原子電子數(shù)為$\frac{52-6-8×3}{2}$=11，故C為Na；D元素的單質(zhì)0.5mol與酸全部反應(yīng)時(shí)，有9.03×10²³個(gè)電子轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移電子為1.5mol，則D元素化合價(jià)為+3，故D為Al；E元素的單質(zhì)是一種黃綠色氣體，水溶液具有漂白性，則E為Cl，據(jù)此解答．
（1）主族元素周期數(shù)=電子層數(shù)，主族族序數(shù)=最外層電子數(shù)；
（2）電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，離子電子層越多離子半徑越大；
（3）由元素B、C形成的一種化合物可以作為呼吸面具的供氧劑，該化合物為Na₂O₂，由鈉離子與過氧根離子構(gòu)成；
（4）分別有碳和Al做為電極，用導(dǎo)線連接后浸入HCl的水溶液中，可以構(gòu)成原電池，本質(zhì)是Al與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁與氫氣，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；
（5）鍺位于硅的下一周期，應(yīng)處于第四周期第ⅣA族；處于金屬和非金屬分界線附近，表現(xiàn)一定的金屬性、非金屬性，可以用作半導(dǎo)體材料；
非金屬性越強(qiáng)，與氫氣反應(yīng)越容易；
（6）Al與Ga處于同主族，最外層電子數(shù)相同，具有相似的化學(xué)性質(zhì)；
利用Ga（OH）₃是否溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿判斷其是否是兩性氫氧化物．

解答 解：A、B、C、D、E五種短周期元素的原子序數(shù)依次增大．B原子的質(zhì)子數(shù)是其電子層數(shù)的4倍，則B為O或Mg，由于A原子的最外層電子比B原子的最外層電子少2個(gè)，故B為O元素，A為C元素；A、B、C三種元素能結(jié)合成化合物C₂AB₃，在1molC₂AB₃中共有52mol電子，則C原子電子數(shù)為$\frac{52-6-8×3}{2}$=11，故C為Na；D元素的單質(zhì)0.5mol與酸全部反應(yīng)時(shí)，有9.03×10²³個(gè)電子轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移電子為1.5mol，則D元素化合價(jià)為+3，故D為Al；E元素的單質(zhì)是一種黃綠色氣體，水溶液具有漂白性，則E為Cl．
（1）元素B為O元素，處于周期表中第二周期ⅥA族，故答案為：第二周期ⅥA族；
（2）元素C、D、E形成的簡單離子分別為Na⁺、Al³⁺、Cl^-，電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，離子電子層越多離子半徑越大，故離子半徑：Cl^-＞Na⁺＞Al³⁺，故答案為：Cl^-＞Na⁺＞Al³⁺；
（3）由元素B、C形成的一種化合物可以作為呼吸面具的供氧劑，該化合物為Na₂O₂，其電子式為，故答案為：；
（4）分別有碳和Al做為電極，用導(dǎo)線連接后浸入HCl的水溶液中，可以構(gòu)成原電池，Al與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁與氫氣，故Al為負(fù)極，碳為正極，故答案為：正極；
（5）鍺位于硅的下一周期，根據(jù)鍺在周期表中處于金屬和非金屬分界線附近，預(yù)測(cè)鍺單質(zhì)的一種可能的用途是：作半導(dǎo)體材料；鍺的非金屬性比硅弱，硅和鍺單質(zhì)分別與H₂反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)較難進(jìn)行的是鍺，
故答案為：半導(dǎo)體材料；鍺；
（6）鎵與鋁同主族，且位于鋁的下一周期，它們?cè)�子最外層均�?個(gè)電子，鎵與鋁性質(zhì)相似，
GaCl₃溶液與NaOH溶液反應(yīng)生成Ga（OH）₃，再利用Ga（OH）₃是否溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿判斷其是否是兩性氫氧化物，故需要的試劑還有：NaOH溶液、稀硫酸或鹽酸，
故答案為：鎵、鋁原子最外層均為3個(gè)電子；NaOH溶液；稀硫酸或鹽酸．

點(diǎn)評(píng) 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用，側(cè)重同主族元素化合物性質(zhì)相似性與遞變性考查，難度不大，注意基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握．