Question

12．隨原子序數(shù)的遞增，九種短周期元素（用字母表示）原子半徑的相對大小、最高正價(jià)或最低負(fù)價(jià)的變化如圖所示．

請回答下列問題；
（1）c、d、e、f四種元素的簡單離子中，半徑最大的離子是N^3-（填離子符號）
（2）e的氫氧化物是一種重要的基本化工原料，寫出工業(yè)上制備該氫氧化物的離子方程式2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑．
（3）含f元素的兩種離子在溶液中不能大量共存的原因是Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓（用離子方程式表示）
（4）關(guān)于圖乙所示轉(zhuǎn)化關(guān)系（X代表鹵素），下列說法錯誤的是C．
A．H₂（g）+X₂（g）=2H（g）+2X（g）△H₂＞0
B．△H₁=△H₂+△H₃
C．y、z的非金屬性依次減弱，所以途徑Ⅱ的熱量按y、z的順序依次增多
D．途徑Ⅰ生成y的氫化物比生成z的氫化物更容易
（5）y元素的某種含氧酸是一種新型氧化劑，應(yīng)用性極強(qiáng)，通過反應(yīng)：y₂+H₂O=HOY+Hy制得．該反應(yīng)中水的作用與下列中水的作用相同的是D．
A．鈉與水反應(yīng)制氫氣    B．過氧化鈉與水反應(yīng)制氧氣
C．氯氣與水反應(yīng)制次氯酸   D．氟單質(zhì)與水反應(yīng)制氧氣
（6）25℃，f的最高價(jià)氧化物的水化物的K_sp=1.0×10^-34，使含0.1mol•L^-1f的離子的溶液開始產(chǎn)生沉淀的pH為3．
（7）元素e和g組成的簡單化合物B的水溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)閏（Na⁺）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（HS^-）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 從圖中的化合價(jià)、原子半徑的大小及原子序數(shù)，可知a是H元素，b是C元素，c是N元素，d是O元素，y是F元素，e是Na元素，f是Al元素，g是S元素，z是Cl元素．
（1）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，電子層越多離子半徑越大；
（2）工業(yè)上電解食鹽水生成氫氧化鈉，反應(yīng)還生成氯氣與氫氣；
（3）含f的兩種離子為Al³⁺、AlO₂^-，二者在溶液中發(fā)生雙水解生成Al（OH）₃沉淀而不能大量共存；
（4）A．化學(xué)鍵斷裂需要吸收能量；
B．根據(jù)蓋斯定律判斷；
C．非金屬性越強(qiáng)，氫化物越穩(wěn)定，破壞化學(xué)鍵需要的能量越多；
D．非金屬性越強(qiáng)，單質(zhì)與氫氣化合越容易；
（5）通過反應(yīng)：F₂+H₂O=HOF+HF制得HOF，該反應(yīng)中水中O元素化合價(jià)升高，水是還原劑；
（6）f的最高價(jià)氧化物的水化物為Al（OH）₃，根據(jù)K_sp=c（Al³⁺）×c³（OH^-）=1.0×10^-34計(jì)算c（OH^-），再根據(jù)水的離子積計(jì)算c（H⁺），再根據(jù)pH=-lgc（H⁺）計(jì)算；
（7）元素e和g組成的簡單化合物B為Na₂S，溶液中S^2-水解呈堿性，溶液中氫離子源于S^2-水解、水的電離，則c（OH^-）＞c（HS^-）．

解答 解：從圖中的化合價(jià)、原子半徑的大小及原子序數(shù)，可知a是H元素，b是C元素，c是N元素，d是O元素，y是F元素，e是Na元素，f是Al元素，g是S元素，z是Cl元素．
（1）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，故離子半徑：r（N^3-）＞r（O^2-）＞r（Na⁺）＞r（Al³⁺），
故答案為：N^3-；
（2）工業(yè)上電解食鹽水生成氫氧化鈉，反應(yīng)還生成氯氣與氫氣，離子方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（3）含f的兩種離子為Al³⁺、AlO₂^-，二者在溶液中發(fā)生雙水解生成Al（OH）₃沉淀而不能大量共存，反應(yīng)離子方程式為：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
故答案為：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓；
（4）A．化學(xué)鍵斷裂需要吸收能量，則△H₂＞0，故A正確；
B．根據(jù)蓋斯定律可知：△H₁=△H₂+△H₃，故B正確；
C．F的非金屬性比氯的強(qiáng)，HF更穩(wěn)定，破壞H-F化學(xué)鍵需要的能量更多，故C錯誤；
D．F的非金屬性比氯的強(qiáng)，氟氣與氫氣化合比氯氣的容易，故D正確．
故選：C；
（5）通過反應(yīng)：F₂+H₂O=HOF+HF制得HOF，該反應(yīng)中水中O元素化合價(jià)升高，水是還原劑，
A．鈉與水反應(yīng)制氫氣中水作氧化劑，故A不符合；
B．過氧化鈉與水反應(yīng)制氧氣，水既不是氧化劑也不是還原劑，故B不符合；
C．氯氣與水反應(yīng)制次氯酸，水既不是氧化劑也不是還原劑，故C不符合；
D．氟單質(zhì)與水反應(yīng)制氧氣，水是還原劑，故D符合．
故選：D；
（6）f的最高價(jià)氧化物的水化物為Al（OH）₃，K_sp=c（Al³⁺）×c³（OH^-）=1.0×10^-34，使含0.1mol•L^-1Al³⁺的離子的溶液開始產(chǎn)生沉淀，則c（OH^-）=$\root{3}{\frac{1.0×1{0}^{-34}}{0.1}}$mol/L=10^-11mol/L，則c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-11}}$=10^-3mol/L，則pH=-lgc（H⁺）=3，
故答案為：3；
（7）元素e和g組成的簡單化合物B為Na₂S，溶液中S^2-水解呈堿性，溶液中氫離子源于S^2-水解、水的電離，則c（OH^-）＞c（HS^-），則溶液中離子濃度大小比較：c（Na⁺）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（HS^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（HS^-）＞c（H⁺）．

點(diǎn)評 本題比較綜合，以結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用為載體，考查微粒半徑比較、化學(xué)反應(yīng)中能量變化、電解、鹽類水解、氧化還原反應(yīng)、溶度積有關(guān)計(jì)算等，根據(jù)化合價(jià)與原子半徑推斷元素是解題關(guān)鍵，注意對元素周期律的理解掌握．