Question

現(xiàn)有下列短周期元素性質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)：

元素編號 元素性質(zhì)	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦	⑧
原子半徑（10-10m）	0.74	1.60	1.52	1.10	0.99	1.86	0.75	1.43
最高或最低化合價(jià)		+2	+1	+5	+7	+1	+5	+3
	-2			-3	-1		-3

試回答下列問題：
（1）上表中各元素最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物中，酸性最強(qiáng)的是（填酸的化學(xué)式）

 

，該元素在元素周期表中的位置是

 

．
（2）周期表中，同一主族元素化學(xué)性質(zhì)相似；同時(shí)有些元素和它在周期表中左上方或右下方的另一主族元素的化學(xué)性質(zhì)也相似，如Li與Mg，這稱為對角線規(guī)則．上表中與鈹?shù)幕瘜W(xué)性質(zhì)相似的元素有（填元素名稱）

 

．鈹?shù)淖罡邇r(jià)氧化物對應(yīng)水化物屬兩性化合物，該化合物的化學(xué)式是

 

，能夠說明其具有兩性的反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（3）元素⑥的金屬性比元素②要

 

（填“強(qiáng)”或“弱”），試從物質(zhì)結(jié)構(gòu)方面解釋其原因：

 

．
（4）實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有元素②的單質(zhì)和某未知金屬單質(zhì)M，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案比較兩者的金屬性強(qiáng)弱，在下表中填寫實(shí)驗(yàn)操作、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論．（可供選擇的試劑有：蒸餾水、0.01mol/LHCl、0.01mol/LNaOH、酚酞溶液、紫色石蕊溶液．實(shí)驗(yàn)室常用儀器可任意選擇）

步驟	實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
1
2

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：短周期元素中，①只有最低價(jià)-2，則①為O；
⑤有+7、-1價(jià)，處于ⅦA族，則⑤為Cl；
④⑦都有+5、-3價(jià)，處于ⅤA族，且④的原子半徑較大，故④為P、⑦為N；
⑧有最高價(jià)+3，處于ⅢA族，原子半徑大于P，則⑧為Al；
②有+2價(jià)，處于ⅡA族，原子半徑大于Al，則②為Mg；
③⑥都有最高價(jià)+1，處于ⅠA族，且③的原子半徑較小，在所有元素中又不是原子半徑最小，故③為Li、⑥為Na，據(jù)此解答．

解答： 解：短周期元素中，①只有最低價(jià)-2，則①為O；
⑤有+7、-1價(jià)，處于ⅦA族，則⑤為Cl；
④⑦都有+5、-3價(jià)，處于ⅤA族，且④的原子半徑較大，故④為P、⑦為N；
⑧有最高價(jià)+3，處于ⅢA族，原子半徑大于P，則⑧為Al；
②有+2價(jià)，處于ⅡA族，原子半徑大于Al，則②為Mg；
③⑥都有最高價(jià)+1，處于ⅠA族，且③的原子半徑較小，在所有元素中又不是原子半徑最小，故③為Li、⑥為Na，
綜上所述：①為氧，②為鎂，③為鋰，④為磷，⑤為氯，⑥為鈉，⑦為氮，⑧為鋁，
（1）元素的非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物的水化物的酸性最強(qiáng)，由于O無酸，故酸性最強(qiáng)的是：高氯酸，化學(xué)式為：HClO₄，Cl元素在元素周期表中的位置是第三周期第ⅤⅡA族，故答案為：HClO₄；第三周期第ⅦA族；
（2）由元素在周期表中的位置可知，鎂與鈹化學(xué)性質(zhì)相似，因?yàn)樘幱谕�一主族；鋁與鈹位于對角線位置，由對角線規(guī)則可知，化學(xué)性質(zhì)相似，鈹?shù)淖罡邇r(jià)氧化物對應(yīng)水化物為Be（OH）₂，該物質(zhì)既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水，則為兩性化合物，發(fā)生的離子反應(yīng)為Be（OH）₂+2H⁺═Be²⁺+2H₂O、Be（OH）₂+2OH^-═BeO₂^2-+2H₂O，
故答案為：鎂、鋁；Be（OH）₂；Be（OH）₂+2H⁺═Be²⁺+2H₂O、Be（OH）₂+2OH^-═BeO₂^2-+2H₂O；
（3）元素Na的金屬性比元素Mg要強(qiáng)，因?yàn)殁c的原子半徑大于鎂，原子核對最外層電子的吸引力比鎂弱，比鎂原子更容易失去電子，所以鈉元素的金屬性比鎂要強(qiáng)，
故答案為：強(qiáng)；鈉的原子半徑大于鎂，原子核對最外層電子的吸引力比鎂弱，比鎂原子更容易失去電子；
（4）利用不同金屬與水或與酸反應(yīng)，反應(yīng)劇烈的金屬性強(qiáng)，則在兩個(gè)小燒杯中分別加入適量蒸餾水（或等濃度的鹽酸），然后投入形狀大小相同的金屬片，若M反應(yīng)比鎂劇烈，則M的金屬性比Mg強(qiáng)，故答案為：

步驟	實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
1	在兩個(gè)小燒杯中分別加入等量蒸餾水，分別滴入幾滴酚酞，然后投入形狀大小相同的金屬片，觀察現(xiàn)象	如果投入金屬M(fèi)的燒杯中溶液變紅，投入金屬鎂的燒杯無明顯變化，則M的金屬性比鎂強(qiáng)；如果兩個(gè)燒杯中均無明顯現(xiàn)象，進(jìn)行步驟2．
2	在兩個(gè)小燒杯中分別加入等體積0.1mol/LHCl，各投入形狀大小相同的金屬片，觀察現(xiàn)象．	如果投入金屬M(fèi)的燒杯中沒有氣泡冒出或者氣泡冒出速率較慢，則M的金屬性比鎂弱；如果投入金屬M(fèi)的燒杯氣泡冒出速率較快，則M的金屬性比鎂強(qiáng)．

．

點(diǎn)評：本題考查元素周期律及單質(zhì)、化合物的性質(zhì)，抓住“短周期”這一信息，明確元素周期表中原子半徑及化合價(jià)的變化規(guī)律來推斷元素是解答本題的關(guān)鍵，難度不大．