Question

14．A、B、C、D、E、F六種短周期主族元素，它們的原子序數(shù)依次增大．已知：A是原子半徑最小的元素，B元素原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍，C元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物與其氫化物反應(yīng)能生成鹽，D與E同主族，E元素原子的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)少2．請(qǐng)回答：
（1）C的原子結(jié)構(gòu)示意圖為．
（2）元素D的單質(zhì)與金屬鈉反應(yīng)生成的化合物可作潛水面具中的供氧劑，這種化合物與水反應(yīng)的離子方程式為2Na₂O₂+2H₂O═4Na⁺+4OH^-+O₂↑．
（3）D和E兩種元素相比較，其原子得電子能力較強(qiáng)的是氧（寫名稱）．
以下說(shuō)法中，可以證明上述結(jié)論的是bc （填寫編號(hào)）．
a．比較這兩種元素的常見(jiàn)單質(zhì)的沸點(diǎn)
b．二者形成的化合物中，D元素的原子顯負(fù)價(jià)
c．比較這兩種元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性
d．比較這兩種元素氫化物的水溶液的酸性
（4）元素A、D、E與鈉元素可形成兩種酸式鹽（均含有該四種元素），這兩種酸式鹽在水溶液中反應(yīng)的離子方程式是H⁺+HSO₃^2-═SO₂↑+H₂O．
（5）由元素A、B、D組成的一元酸X為日常生活中的調(diào)味劑，元素A、F組成的化合物為Y．在等體積、等pH的X、Y的溶液中分別加入等質(zhì)量的鋅粉，反應(yīng)后若最后僅有一份溶液中存在鋅粉，則反應(yīng)過(guò)程中兩溶液中反應(yīng)速率的大小關(guān)系是：X＞Y（選填“＞”“=”或“＜”）．
（6）元素F的單質(zhì)常溫下是一種氣體，工業(yè)上主要是通過(guò)電解其鈉鹽的飽和溶液的方法獲得該氣體，假定裝入的飽和溶液為100mL（電解前后溶液體積變化可忽略），當(dāng)測(cè)得陰極上產(chǎn)生11.2mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體時(shí)停止通電，將溶液搖勻，此時(shí)溶液的pH為12．

Answer 1

分析 原子半徑最小的元素是氫；最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍，B元素是碳；題意說(shuō)明C元素的氫化物溶液為堿性，故是氮元素；E元素為第3周期元素，故其最外層電子數(shù)為6，所以D、E是氧、硫，則F是氯；
（1）C是N元素，其原子核內(nèi)有7個(gè)質(zhì)子、核外有7個(gè)電子；
（2）D元素單質(zhì)與鈉反應(yīng)生成的化合物可以作潛水面具中的供氧劑，為過(guò)氧化鈉，過(guò)氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣；
（3）元素的非金屬性越強(qiáng)，其形成的化合物中顯負(fù)化合價(jià)，其氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物的水化物酸性越強(qiáng)；
（4）A、D、E與鈉元素可形成兩種酸式鹽（均含有該四種元素），這兩種酸式鹽分別是硫酸氫鈉和亞硫酸氫鈉，二者反應(yīng)生成二氧化硫和水；
（5）由元素A、B、D組成的一元酸X為日常生活中的調(diào)味劑，元素A、F組成的化合物為Y，X為醋酸、Y為HCl，pH相等的這兩種酸中，醋酸濃度大于鹽酸，且反應(yīng)過(guò)程中醋酸繼續(xù)電離出氫離子，反應(yīng)速率與氫離子濃度成正比；
（6）工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法制取氯氣，陰極上生成氫氣、陽(yáng)極上生成氯氣，根據(jù)氫氣與氫氧根離子之間的關(guān)系式計(jì)算氫氧根離子濃度，再根據(jù)離子積常數(shù)計(jì)算氫離子濃度，從而計(jì)算溶液的pH．

解答 解：原子半徑最小的元素是氫；最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍，B元素是碳；題意說(shuō)明C元素的氫化物溶液為堿性，故是氮元素；E元素為第3周期元素，故其最外層電子數(shù)為6，所以D、E是氧、硫，則F是氯．

（1）C是N元素，其原子核內(nèi)有7個(gè)質(zhì)子、核外有7個(gè)電子，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為，故答案為：；
（2）D元素單質(zhì)與鈉反應(yīng)生成的化合物可以作潛水面具中的供氧劑，為過(guò)氧化鈉，過(guò)氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，離子方程式為2Na₂O₂+2H₂O═4Na⁺+4OH^-+O₂↑，故答案為：2Na₂O₂+2H₂O═4Na⁺+4OH^-+O₂↑；
（3）這兩種元素分別O、S元素，非金屬性較強(qiáng)的是O元素，
a．氧、硫同主族，故氧的非金屬性比硫強(qiáng)．沸點(diǎn)是物質(zhì)的物理性質(zhì)，不能作為判斷非金屬性強(qiáng)弱的依據(jù)，故a錯(cuò)誤；
b．S、O形成的化合物中，共用電子對(duì)偏向非金屬性強(qiáng)的元素，故b正確；
c．氫化物的穩(wěn)定性可以作為判斷非金屬性強(qiáng)弱的依據(jù)，而其水溶液酸性強(qiáng)弱不能作為判斷非金屬性強(qiáng)弱的依據(jù)，故c正確；
d．非金屬性強(qiáng)弱與其氫化物水溶液酸性強(qiáng)弱無(wú)關(guān)，故d錯(cuò)誤；
故答案為：氧；b、c；
（4）A、D、E與鈉元素可形成兩種酸式鹽（均含有該四種元素），這兩種酸式鹽分別是硫酸氫鈉和亞硫酸氫鈉，二者反應(yīng)生成二氧化硫和水，離子方程式為H⁺+HSO₃^2-═SO₂↑+H₂O，
故答案為：H⁺+HSO₃^2-═SO₂↑+H₂O；
（5）由元素A、B、D組成的一元酸X為日常生活中的調(diào)味劑，元素A、F組成的化合物為Y，X為醋酸、Y為HCl，pH相等的這兩種酸中，醋酸濃度大于鹽酸，且反應(yīng)過(guò)程中醋酸繼續(xù)電離出氫離子，反應(yīng)速率與氫離子濃度成正比，所以反應(yīng)過(guò)程中醋酸中氫離子濃度大于HCl，則醋酸反應(yīng)快，
故答案為：＞；
（6）電解NaCl溶液：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，故產(chǎn)生OH^-的物質(zhì)的量：n（OH^-）=2n（H₂）=$\frac{（11.2×1{0}^{-3}）L}{22.4L/mol}$×2=10^-3mol，c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-3}mol}{0.1L}$=10^-2mol•L^-1，根據(jù)水的離子積常數(shù)，可知c（H⁺）=10^-12mol•L^-1，pH=12，
故答案為：12．

點(diǎn)評(píng) 本題考查位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)相互關(guān)系及運(yùn)用，為高頻考點(diǎn)，明確原子結(jié)構(gòu)、元素周期表結(jié)構(gòu)、電解原理、弱電解質(zhì)電離、元素周期律等知識(shí)點(diǎn)是解本題關(guān)鍵，綜合性較強(qiáng)，難點(diǎn)是（6）的pH計(jì)算，題目難度不大．