Question

15．如圖1是部分短周期元素的常見化合價(jià)與原子序數(shù)的關(guān)系圖：

（1）寫出A在元素周期表中的位置第二周期ⅣA族；
（2）D在空氣中燃燒生成物的電子式為；其所含化學(xué)鍵類型為共價(jià)鍵、離子鍵；
（3）C^2-、D⁺、G^2-離子半徑大小順序是S^2-＞O^2-＞Na⁺（用離子符號(hào)回答）；
（4）C、G元素所形成的氫化物穩(wěn)定性為H₂S＜H₂O（填化學(xué)式），原因是：O的非金屬性大于S；
（5）A的某氫化物分子式為A₂H₆，將含630mol電子的A₂H₆在氧氣中完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量為QkJ，請(qǐng)寫出表示A₂H₆燃燒熱的熱化學(xué)方程式：C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（L）?△H=-$\frac{Q}{35}$kJ•mol^-1；
（6）某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明A、B、F的非金屬性強(qiáng)弱關(guān)系，裝置如圖2．
①溶液a和b分別為硝酸，飽和NaHCO₃溶液；
②溶液c中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-或SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-．

Answer 1

分析 由圖中化合價(jià)可知，A、F的化合價(jià)都為+4、-4價(jià)，二者同主族，且F的原子序數(shù)較大，故A為C元素、故F為Si元素；C的化合價(jià)為-2價(jià)，沒有正化合價(jià)，故C為O元素；D的化合價(jià)為+1價(jià)，處于ⅠA族，原子序數(shù)大于O元素，故D為Na元素；E為+3價(jià)，為Al元素；G的最高正價(jià)為+6價(jià)、最低價(jià)為-2，應(yīng)為S元素；B的有+5、-3價(jià)，處于ⅤA族，原子序數(shù)介于C、O之間，則B為N元素，
（1）A為C元素，位于周期表第二周期ⅣA族；
（2）D為Na元素，空氣中燃燒生成物為過氧化鈉，為離子化合物，含有共價(jià)鍵、離子鍵；
（3）電子層結(jié)構(gòu)相同核電荷數(shù)越大離子半徑越小，電子層越多離子半徑越大；
（4）非金屬性O(shè)＞S，元素的非金屬性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的氫化物越穩(wěn)定；
（5）A為C元素，氫化物分子式為C₂H₆，1molC₂H₆含有18mol電子，含630mol電子的C₂H₆的物質(zhì)的量為$\frac{630}{18}$mol=35mol；
（6）由裝置圖可知，實(shí)驗(yàn)原理是利用強(qiáng)酸制備弱酸，硝酸易揮發(fā)，為防止干擾應(yīng)除去，故錐形瓶中產(chǎn)生二氧化碳，應(yīng)為硝酸與碳酸鹽反應(yīng)，溶液b吸收揮發(fā)的硝酸，應(yīng)為飽和的碳酸氫鈉，燒杯中應(yīng)是二氧化碳與硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸．

解答 解：由圖中化合價(jià)可知，A、F的化合價(jià)都為+4、-4價(jià)，二者同主族，且F的原子序數(shù)較大，故A為C元素、故F為Si元素；C的化合價(jià)為-2價(jià)，沒有正化合價(jià)，故C為O元素；D的化合價(jià)為+1價(jià)，處于ⅠA族，原子序數(shù)大于O元素，故D為Na元素；E為+3價(jià)，為Al元素；G的最高正價(jià)為+6價(jià)、最低價(jià)為-2，應(yīng)為S元素；B的有+5、-3價(jià)，處于ⅤA族，原子序數(shù)介于C、O之間，則B為N元素，
（1）A為C元素，原子核外有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為4，則位于周期表第二周期ⅣA族，故答案為：第二周期ⅣA族；
（2）D為Na元素，空氣中燃燒生成物為過氧化鈉，為離子化合物，含有共價(jià)鍵、離子鍵，電子式為，
故答案為：； 共價(jià)鍵、離子鍵；
（3）電子層結(jié)構(gòu)相同核電荷數(shù)越大離子半徑越小，電子層越多離子半徑越大，故離子半徑S^2-＞O^2-＞Na⁺，故答案為：S^2-＞O^2-＞Na⁺；
（4）非金屬性O(shè)＞S，元素的非金屬性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的氫化物越穩(wěn)定，則非金屬性H₂S＜H₂O，故答案為：H₂S＜H₂O；O的非金屬性大于S；
（5）A為C元素，氫化物分子式為C₂H₆，1molC₂H₆含有18mol電子，含630mol電子的C₂H₆的物質(zhì)的量為$\frac{630}{18}$mol=35mol，
在氧氣中完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量為QkJ，則C₂H₆燃燒熱的熱化學(xué)方程式為C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（L）?△H=-$\frac{Q}{35}$ kJ•mol^-1，
故答案為：C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（L）?△H=-$\frac{Q}{35}$ kJ•mol^-1；
（6）由裝置圖可知，實(shí)驗(yàn)原理是利用強(qiáng)酸制備弱酸，硝酸易揮發(fā)，為防止干擾應(yīng)除去，故錐形瓶中產(chǎn)生二氧化碳，應(yīng)為硝酸與碳酸鹽反應(yīng)，溶液b吸收揮發(fā)的硝酸，應(yīng)為飽和的碳酸氫鈉，燒杯中應(yīng)是二氧化碳與硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸，
①由上述分析可知，溶液a為硝酸，溶液b為飽和NaHCO₃溶液，故答案為：硝酸；飽和NaHCO₃溶液；
②溶液c中的離子方程式為：SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-或SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-，
故答案為：SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-或SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系，為高考常見題型和高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目涉及半徑比較、電子式、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、氧化還原反應(yīng)計(jì)算、離子方程式的書寫等，難度中等，注意把握非金屬性的比較角度．