Question

4．Ⅰ、A～G七種元素中，除F外其他均為短周期主族元素，它們的原子結(jié)構(gòu)或性質(zhì)如表所示：

元素	原子結(jié)構(gòu)或性質(zhì)
A	其形成的一種同位素元素在考古中可推測化石的年代
B	與A同周期，其最高價氧化物的水化物無論濃、稀溶液均有強(qiáng)氧化性
C	地殼中含量最多的元素
D	D原子的最外層電子數(shù)與其電子層數(shù)相同，是地殼中含量最多的金屬元素
E	其單質(zhì)主要存在于火山口附近
F	生活中常見的金屬，它的某種氧化物均有磁性
G	G原子與D原子同周期，且原子半徑是同周期元素中最大的

請回答下列問題：
（1）A在元素周期表中的位置是第二周期，第ⅣA族；F的原子結(jié)構(gòu)示意圖是；
（2）下列事實能證明C和E的非金屬性強(qiáng)弱的是②③．（填序號）
①常溫下，C的單質(zhì)呈氣態(tài)，E的單質(zhì)呈固態(tài)②C的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性強(qiáng)于E的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性③C與E形成的化合物中，E呈正價④E的氫化物的沸點高于C的氫化物的沸點
（3）由A、B、C和氫元素四種元素所形成的陰、陽離子數(shù)目之比為1：1的離子化合物是NH₄HCO₃（填化學(xué)式），它與足量NaOH溶液在加熱時反應(yīng)的離子方程式為：NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₃^2-+NH₃↑+2H₂O．
（4）A的氫化物有多種，1 molA的某種氫化物分子中含有14mol電子，請寫出該氫化物的電子式：，
已知在25℃，101KPa下，1g該氫化物在足量氧氣中完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量為40kJ，寫出該氫化物燃燒熱：1040kJ/mol．
Ⅱ、甲、乙、丙、丁均為上述元素所形成的物質(zhì)，甲是單質(zhì)，它們之間有如下的反應(yīng)關(guān)系：

（1）若乙為淡黃色固體，②③反應(yīng)均用到同一種液態(tài)氫化物，丁物質(zhì)常用于食品工業(yè)，乙所含化學(xué)鍵的類型是離子鍵和共價鍵．寫出乙→丙的化學(xué)方程式：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．
（2）若丁物質(zhì)具有兩性，②③反應(yīng)均要用強(qiáng)堿溶液，④反應(yīng)是通入過量的一種引起溫室效應(yīng)的主要氣體，寫出丙→丁的離子方程式：AlO₂^-+2H₂O+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃^-．室溫下，若由丁物質(zhì)形成的水溶液中甲離子濃度為1.3×10^-6 mol•L^-1，則該溶液的pH為5．（丁的K_sp為1.3×10^-33）

Answer 1

分析 Ⅰ、A其形成的一種同位素元素在考古中可推測化石的年代，判斷為¹⁴C，
B與A同周期，其最高價氧化物的水化物無論濃、稀溶液均有強(qiáng)氧化性，判斷為N元素，
C地殼中含量最多的元素為O，
D原子的最外層電子數(shù)與其電子層數(shù)相同，是地殼中含量最多的金屬元素，判斷為Al，
E其單質(zhì)主要存在于火山口附近，為S元素，
F是生活中常見的金屬，它的某種氧化物均有磁性判斷為Fe，
G原子與D原子同周期，且原子半徑是同周期元素中最大的為Na．
（1）主族元素周期數(shù)等于電子層數(shù)，族序數(shù)等于最外層電子數(shù)，F(xiàn)是Fe，原子序數(shù)為26，四個電子層，最外層2個電子，次外層14個電子；
（2）比較非金屬性強(qiáng)弱的九條依據(jù)
1．元素在周期表中的相對位置．
①同周期元素，自左向右，元素的非金屬性依次增強(qiáng)，如F＞O＞N＞C＞B；Cl＞S＞P＞S i等．
②同主族元素自上而下，非金屬性依次減弱，如F＞Cl＞Br＞I；O＞S＞Se；N＞P＞As等．
2．非金屬單質(zhì)與氫氣化合的越容易，非金屬性越強(qiáng)．
如F₂、Cl₂、Br₂、I₂與H₂化合由易到難，所以非金屬性F＞Cl＞Br＞I
3．氣態(tài)氫化物的越穩(wěn)定，非金屬性越強(qiáng)．
如穩(wěn)定性：HF＞H₂O＞HCl＞NH₃＞HBr＞HI＞H₂S＞PH₃，
所以非金屬性：F＞O＞Cl＞N＞Br＞I＞S＞P．
4．最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性越強(qiáng)，非金屬性越強(qiáng)．
如酸性：HClO₄＞H₂SO₄＞H₃PO₄＞H₂CO₃＞H₄SiO₄，
則非金屬性：Cl＞S＞P＞C＞Si．
5．非金屬性強(qiáng)的元素的單質(zhì)能置換出非金屬性弱的元素的單質(zhì)．
如2F₂+2H₂O=4HF+O₂↑；O₂+4HCl=2H₂O+2Cl₂（地康法制Cl₂）；Cl₂+2NaBr=2NaCl+Br₂；3Cl₂+2NH₃=N₂+6HCl；Cl₂+H₂S=S+2HCl．
6．非金屬單質(zhì)對應(yīng)陰離子的還原性越強(qiáng)，該非金屬元素的非金屬性越弱．
常見陰離子的還原性由強(qiáng)到弱的順序是S^2-＞I^-＞Br^-＞Cl^-＞F^-，則非金屬性S＜I＜Br＜Cl＜F．
7．與變價金屬反應(yīng)時，金屬所呈價態(tài)越高，非金屬性越強(qiáng)．
如Cu+Cl₂ →CuCl₂；2Cu+S→Cu₂S，說明非金屬性Cl＞S．
8．幾種非金屬同處于一種物質(zhì)中，可用其化合價判斷非金屬性的強(qiáng)弱．
如HClO、HClO₃中，氯元素顯正價、氧元素顯負(fù)價，說明氧的非金屬性強(qiáng)于氯．
9、能量：非金屬元素原子得電子放熱，放熱越多離子越穩(wěn)定，非金屬越強(qiáng)．
（3）由A、B、C和氫元素四種元素所形成的陰、陽離子數(shù)目之比為1：1的離子化合物是碳酸氫銨，它與足量NaOH溶液在加熱時反應(yīng)生成碳酸鈉、氨氣和水；
（4）1molA的某種氫化物中含有14mol電子，則為乙炔，乙炔的結(jié)構(gòu)式為H-C≡C-H，C、H之間形成1對共用電子對，C、C之間形成3對共用電子對；已知在25℃，101KPa下，1g該氫化物在足量氧氣中完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量為40KJ，寫出該氫化物燃燒熱；
Ⅱ、（1）若乙是淡黃色固體，②③反應(yīng)均用到同一種液態(tài)氫化物，應(yīng)為水，甲是單質(zhì)，則甲為Na，乙為Na₂O₂，所以丙為NaOH，丁物質(zhì)常用于食品工業(yè)，則丁為NaHCO₃；
Na₂O₂與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣；
（2）若丁物質(zhì)具有兩性推斷丁為Al（OH）₃，④反應(yīng)是通入過量的一種引起溫室效應(yīng)的主要氣體，說明丙為偏鋁酸鈉NaAlO₂，②③反應(yīng)均要用強(qiáng)堿溶液，判斷甲為Al，乙為AlCl₃，依據(jù)推斷出的物質(zhì)判斷，PH=-lgC（H⁺）結(jié)合K_sp[Al（OH）₃]=c（Al³⁺）•c³（OH^-）計算．

解答 解：Ⅰ、（1）A其形成的一種同位素元素在考古中可推測化石的年代，判斷為¹⁴C，碳原子核內(nèi)有6個質(zhì)子，核外有2個電子層，第一層上有2個電子、最外層上有4個電子，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為，所以A在元素周期表中的位置是第二周期，第ⅣA族，F(xiàn)是生活中常見的金屬，它的某種氧化物均有磁性判斷為Fe，F(xiàn)e的原子序數(shù)為26，四個電子層，最外層2個電子，次外層14個電子，原子結(jié)構(gòu)示意圖是，
故答案為：第二周期，第ⅣA族；；
（2）下列事實能證明C和E的非金屬性強(qiáng)弱的是證明O和S非金屬性強(qiáng)弱，
①常溫下，C的單質(zhì)呈氣態(tài)，E的單質(zhì)呈固態(tài)，不能說明非金屬性強(qiáng)弱，故①錯誤；
②C的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性強(qiáng)于E的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性是非金屬性強(qiáng)弱的判斷依據(jù)，故②正確；
③C與E形成的化合物中，E為S元素呈正價，故③正確；
④E的氫化物的沸點低于C的氫化物的沸點，沸點不能說明非金屬強(qiáng)弱，故④錯誤；
故答案為：②③；
（3）由A、B、C和氫元素四種元素所形成的陰、陽離子數(shù)目之比為1：1的離子化合物是碳酸氫銨，化學(xué)式為：NH₄HCO₃，碳酸氫銨與足量NaOH溶液在加熱時反應(yīng)生成碳酸鈉、氨氣和水，反應(yīng)的離子方程式為：NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₃^2-+NH₃↑+2H₂O，
故答案為：NH₄HCO₃；NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₃^2-+NH₃↑+2H₂O；
（4）1molA的某種氫化物中含有14mol電子，則為乙炔，乙炔的結(jié)構(gòu)式為H-C≡C-H，C、H之間形成1對共用電子對，C、C之間形成3對共用電子對，其電子式為，1g該氣態(tài)乙炔在足量氧氣中完全燃燒生成液態(tài)水時放出熱量為40kJ，燃燒熱是1mol物質(zhì)完全燃燒生成最穩(wěn)定的化合物所放出的熱量，則燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：C₂H₂（g）+$\frac{5}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+H₂O（l）△H=（-26×40kJ/mol）=-1040kJ/mol，
故答案為：；1040kJ/mol；
Ⅱ、（1）若乙是淡黃色固體，②③反應(yīng)均用到同一種液態(tài)氫化物，應(yīng)為水，則甲為Na，乙為Na₂O₂，由鈉離子與過氧根離子構(gòu)成；電子式為，是含有離子鍵和共價鍵的離子化合物，丙為NaOH，丁物質(zhì)常用于食品工業(yè)，則丁為NaHCO₃，乙→丙為過氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，方程式為：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，
故答案為：離子鍵和共價鍵；2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（2）若丁物質(zhì)具有兩性推斷丁為Al（OH）₃，④反應(yīng)是通入過量的一種引起溫室效應(yīng)的主要氣體，說明丙為偏鋁酸鈉NaAlO₂，②③反應(yīng)均要用強(qiáng)堿溶液，判斷甲為Al，乙為AlCl₃，丙→丁反應(yīng)離子方程式：AlO₂^-+2H₂O+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，鋁離子濃度為1.3×10^-6 mol•L^-1，K_sp[Al（OH）₃]=c（Al³⁺）•c³（OH^-）=1.3×10^-33，c（OH^-）=$\root{3}{\frac{1.3×1{0}^{-33}}{1.3×1{0}^{-6}}}$=1×10^-9mol•L^-1，PH=-lgC（H⁺）=-lgC（10^-5）=5，
故答案為：AlO₂^-+2H₂O+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；5．

點評 本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)知識，側(cè)重元素推斷以及物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用和性質(zhì)應(yīng)用，主要考查鈉及其化合物、鋁及其化合物性質(zhì)的綜合應(yīng)用，注意元素周期律遞變規(guī)律的高頻考點，題目難度中等．