Question

A、B、C、D為原子序數小于18的四種元素：
①A的原子的電子層數等于最外層電子數；
②A與B處于同一周期，B與D可形成離子化合物D₂B，該化合物的水溶液顯堿性；
③C的離子核內質子數與核外電子數之和為18；
④A、C、D三種元素的離子具有相同的電子層排布．推斷A～D各為何種元素，并填空：
（1）A

 

，B

 

，C

 

，D

 

．
（2）四種元素離子半徑的大小順序為

 

．
（3）用離子方程式表示D₂B水溶液呈堿性的原因

 

．

Answer 1

考點：原子結構與元素周期律的關系

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：A、B、C、D均為短周期元素．由①可知A的族序數等于周期數，可能為H、Be、A1．由②可知：短周期可形成D₂B離子化合物Li₂O、Na₂O、Na₂S，它們的水溶液為堿性，由③可知若C為陰離子C^n-，設核電荷數c，有2c+n=18（n取偶數），n=2時，c=8，為O，O^2-離子在熔融的金屬氧化物中存在，n=4時，c=7為N，無N⁺，舍去，n不可能大于5；若C為陽離子Cⁿ⁺，由2c-n=18（n取偶數），n=2，c=10，為Ne，舍去；n=4時，c=11為Na，無Na⁴⁺，舍去；n=時，c=12，為Mg，無Mg⁶⁺，舍去；故C為O元素，由④知A、C、D必為相鄰周期元素，所以C為O，則A為Al，D為Na，A和B處于同一周期，所以B是S．

解答： 解：A、B、C、D均為短周期元素．由①可知A的族序數等于周期數，可能為H、Be、A1．由②可知：短周期可形成D₂B離子化合物Li₂O、Na₂O、Na₂S，它們的水溶液為堿性，由③可知若C為陰離子C^n-，設核電荷數c，有2c+n=18（n取偶數），n=2時，c=8，為O，O^2-離子在熔融的金屬氧化物中存在，n=4時，c=7為N，無N⁺，舍去，n不可能大于5；若C為陽離子Cⁿ⁺，由2c-n=18（n取偶數），n=2，c=10，為Ne，舍去；n=4時，c=11為Na，無Na⁴⁺，舍去；n=時，c=12，為Mg，無Mg⁶⁺，舍去；故C為O元素，由④知A、C、D必為相鄰周期元素，所以C為O，則A為Al，D為Na，A和B處于同一周期，所以B是S；
（1）通過以上分析知，A、B、C、D分別是Al、S、O、Na，故答案為：Al；S；O；Na；
（2）電子層數越多其離子半徑越大，電子層結構相同的離子，離子半徑隨著原子序數增大而減小，所以離子半徑大小順序是r（S^2-）＞r（O^2-）＞r（Na⁺）＞r（Al³⁺），
故答案為：r（S^2-）＞r（O^2-）＞r（Na⁺）＞r（Al³⁺）；
（3）Na₂S是強堿弱酸鹽，硫離子水解導致溶液呈堿性，水解方程式為S^2-+H₂O?HS^-+OH^-、HS^-+H₂O?H₂S+OH^-，故答案為：S^2-+H₂O?HS^-+OH^-、HS^-+H₂O?H₂S+OH^-．

點評：本題考查原子結構和元素周期律的關系，涉及元素推斷、鹽類水解、微粒半徑大小比較等知識點，正確推斷元素是解本題關鍵，知道多元弱酸根離子水解和多元弱堿離子水解區(qū)別，題目難度不大．