Question

已知A、B、C、D、E、F、G是原子序數(shù)依次增大的短周期元素，其中A原子的核內(nèi)無中子；B原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍且B、C、D同周期并相鄰；D與G同主族；E、F、G同周期且它們的最高價氧化物的水化物兩兩之間都可以相互反應(yīng)生成鹽和水．請回答下列問題：
（1）D的簡單陰離子的結(jié)構(gòu)示意圖是

；F元素在周期表中的位置是

第3周期第ⅢA

．
（2）D、E、F的單核離子半徑由大到小的順序為

O ^2-＞Na⁺＞Al ³⁺

（用離子符號表示）；證明B、G非金屬性強(qiáng)弱的實驗方法和現(xiàn)象是

向Na₂CO₃溶液中加入稀硫酸產(chǎn)生大量無色無味氣體

．
（3）D與A按1：1原子個數(shù)比組成的化合物的電子式為

；D與E按1：1原子個數(shù)比組成的化合物與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2Na₂O₂+2CO₂=Na₂CO₃+O₂

．
（4）由D、F、G組成的一種常見易溶性鹽可用作凈水劑，其原因是

Al ³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺，生成的膠體與水中的雜質(zhì)作用形成沉淀

（用離子方程式及必要的文字說明）．
（5）工業(yè)上常用A、C元素組成的一種常見氣態(tài)化合物經(jīng)過三步反應(yīng)來制取硝酸，則第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式為

4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O

；將G元素的一種常見氣態(tài)氧化物通入C元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物中，反應(yīng)的離子方程式為

3SO₂+2NO₃^-+2H₂O=3SO₄^2-+2NO+4H⁺

．

Answer 1

分析：A、B、C、D、E、F、G是原子序數(shù)依次增大的短周期元素，其中A原子的核內(nèi)無中子，則A是H元素；B原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍，最外層電子數(shù)不超過8個，所以內(nèi)層電子數(shù)只能是2，則B是C元素，B、C、D同周期并相鄰，且原子序數(shù)依次增大，所以C是N元素，D是O元素，D與G同主族則G是S元素；E、F、G同周期且它們的最高價氧化物的水化物兩兩之間都可以相互反應(yīng)生成鹽和水，G是非金屬元素其最高價氧化物的水化物是酸，E的原子序數(shù)小，所以必須是金屬元素且其最高價氧化物的水化物是強(qiáng)堿，所以F的最高價氧化物的水化物是兩性物質(zhì)，所以F是Al元素，E是Na元素．
（1）氧原子得到2個電子形成氧離子，畫出氧離子結(jié)構(gòu)示意圖，根據(jù)其原子結(jié)構(gòu)示意圖判斷在周期表中的位置，電子層數(shù)等于其周期數(shù)，最外層電子數(shù)等于其主族序數(shù)；
（2）電子層結(jié)構(gòu)相同的離子其離子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減小，非金屬性強(qiáng)弱的判斷方法有：其最高價含氧酸的酸性強(qiáng)弱、非金屬之間的置換反應(yīng)、氫化物的穩(wěn)定性等；
（3）先確定化合物，再根據(jù)共價化合物電子式的書寫規(guī)則書寫，物質(zhì)之間的反應(yīng)寫出反應(yīng)方程式；
（4）鋁離子能水解生成膠體，膠體具有吸附性，所以能凈水；   
（5）制取硝酸的第一步是用氨氣和氧氣反應(yīng)制取一氧化氮，C元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物是硝酸具有強(qiáng)氧化性，G元素的一種常見氣態(tài)氧化物是酸性氧化物，能和硝酸反應(yīng)，所以該氧化物具有還原性，為二氧化硫，二氧化硫和硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)．

解答：解：A、B、C、D、E、F、G是原子序數(shù)依次增大的短周期元素，其中A原子的核內(nèi)無中子，則A是H元素；B原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍，最外層電子數(shù)不超過8個，所以內(nèi)層電子數(shù)只能是2，則B是C元素，B、C、D同周期并相鄰，且原子序數(shù)依次增大，所以C是N元素，D是O元素，D與G同主族則G是S元素；E、F、G同周期且它們的最高價氧化物的水化物兩兩之間都可以相互反應(yīng)生成鹽和水，G是非金屬元素其最高價氧化物的水化物是酸，E的原子序數(shù)小，所以必須是金屬元素且其最高價氧化物的水化物是強(qiáng)堿，所以F的最高價氧化物的水化物是兩性物質(zhì)，所以F是Al元素，E是Na元素．      
（1）氧原子得的2個電子生成氧離子，其離子結(jié)構(gòu)示意圖為：，鋁的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，所以鋁元素處于第3周期第ⅢA；
故答案為：，第3周期第ⅢA；

（2）電子層結(jié)構(gòu)相同的離子其離子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以D、E、F的單核離子半徑由大到小的順序為O ^2-＞Na⁺＞Al ³⁺，向Na₂CO₃溶液中加入稀硫酸產(chǎn)生大量無色無味氣體，根據(jù)強(qiáng)酸制取弱酸知碳酸的酸性小于硫酸的，所以碳元素的非金屬性小于硫元素；
故答案為：O ^2-＞Na⁺＞Al ³⁺，向Na₂CO₃溶液中加入稀硫酸產(chǎn)生大量無色無味氣體；
（3）D與A按1：1原子個數(shù)比組成的化合物是雙氧水，雙氧水的電子式為，D與E按1：1原子個數(shù)比組成的化合物是過氧化鈉，過氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，反應(yīng)方程式為2Na₂O₂+2CO₂=Na₂CO₃+O₂；
故答案為：，2Na₂O₂+2CO₂=Na₂CO₃+O₂；
（4）由D、F、G組成的一種常見易溶性鹽是硫酸鋁，鋁離子易水解生成氫氧化鋁膠體Al ³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺，膠體具有吸附性，能吸附懸浮物，所以能凈水；
故答案為：Al ³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺，生成的膠體與水中的雜質(zhì)作用形成沉淀；   
（5）A、C元素組成的一種常見氣態(tài)化合物是氨氣，氨氣和氧氣在催化劑加熱條件下反應(yīng)生成一氧化氮和水，反應(yīng)方程式為4NH₃+5O₂ 

催化劑 .

△

 4NO+6H₂O，C元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物是硝酸具有強(qiáng)氧化性，G元素的一種常見氣態(tài)氧化物是酸性氧化物，能和硝酸反應(yīng)，所以該氧化物具有還原性，為二氧化硫，二氧化硫和硝酸反應(yīng)生成硫酸和一氧化氮，離子方程式為：3SO₂+2NO₃^-+2H₂O=3SO₄^2-+2NO+4H⁺；
故答案為：4NH₃+5O₂ 

催化劑 .

△

 4NO+6H₂O，3SO₂+2NO₃^-+2H₂O=3SO₄^2-+2NO+4H⁺．

點評：本題以元素化合物的推斷為載體考查了元素化合物的性質(zhì)的綜合性題，能正確推斷元素是解本題的關(guān)鍵，根據(jù)電子式的書寫、氧化還原反應(yīng)、水解、元素周期律等知識來分析解答即可，難度不大．