Question

13．A、B、C、D、E、F是原子序數依次增大的短周期元素，B是短周期中金屬性最強的元素，C是地殼中含量最高的金屬元素，D單質的晶體是良好的半導體材料，E的最外層電子數與內層電子數之比為3：5，A與E同族．
（1）D的原子結構示意圖為
（2）B單質在氧氣中燃燒生成化合物甲，甲中所含化學鍵為離子鍵、共價鍵甲的電子式為．
（3）含C元素的化合物常用作凈水劑，用文字和化學用語解釋凈水原因：鋁離子發(fā)生水解：Al³⁺﹢3H₂OAl（OH）₃﹢3H⁺，生氫氧化鋁膠體，能吸附水中懸浮物，使之凝聚達到凈水目的
（4）如圖表示由上述元素中的某兩種元素組成的氣體分子在一定條件下的密閉容器中充分反應前后的轉化關系，寫出該轉化過程的化學方程式：O₂+2SO₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2SO₃．
（5）工業(yè)上將干燥的F單質通入E熔融的單質中可制得化合物E₂F₂，該物質可與水反應生成一種能使品紅溶液褪色的氣體，0.2mol該物質參加反應時轉移0.3mol電子，其中只有一種元素化合價發(fā)生改變，該反應的化學方程式為2S₂Cl₂﹢2H₂O=3S+SO₂↑+4HCl．
（6）G為碳元素，其與E元素形成的化合物GE₂是一種有惡臭的液體，把它滴入硫酸酸化的高錳酸鉀水溶液，將析出硫磺，同時放出CO₂，寫出配平的化學式方程式5CS₂+4KMnO₄+6H₂SO₄=2K₂SO₄+4MnSO₄+10S↓+5CO₂↑+6H₂O
（7）立方ZnS晶體結構與D的單晶體相似，其晶胞邊長為acm，密度為$\frac{4×87}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm³（只列式不計算，用N_A表示阿伏加德羅常數）

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F是原子序數依次增大的短周期元素，B是短周期中金屬性最強的元素，則B是Na元素，C是地殼中含量最高的金屬元素，則C是Al元素，D單質的晶體是良好的半導體材料，則D為Si元素，E的最外層電子數與內層電子數之比為3：5，原子有3個電子層，最外層電子數為6，則E為S元素，故F為Cl元素；A與E同族，則A為O元素．
（1）D為Si元素，原子核外有3個電子層，各層電子數為2、8、7；
（2）鈉在氧氣中燃燒生成化合物甲為Na₂O₂；
（3）含Al元素的化合物常用作凈水劑，因為鋁離子能水解生氫氧化鋁膠體，能吸附水中懸浮物；
（4）如圖中反應可以表示為：A₂+2BA₂=2BA₃，各物質由上述元素組成，應是為二氧化硫與氧氣反應生成三氧化硫；
（5）工業(yè)上將干燥的氯氣通入熔融的單質硫中可制得化合物S₂Cl₂，該物質可與水反應生成一種能使品紅溶液褪色的氣體為SO₂，0.2mol該物質參加反應時轉移0.3mol電子，則1molS₂Cl₂參加反應要轉移1.5mol電子，其中只有一種元素化合價發(fā)生改變，則應為硫元素的化合價在改變，S元素由+1價降低為0價，故發(fā)生還原反應的S為1.5mol，再根據電子轉移守恒計算氧化產物中硫元素化合價，進而判斷產物書寫方程式；
（6）G為碳元素，其與S元素形成的化合物CS₂，把它滴入硫酸酸化的高錳酸鉀水溶液，將析出硫磺，同時放出CO₂，同時生成硫酸鉀、硫酸錳與水；
（7）立方ZnS晶體結構與Si的單晶體相似，而Si晶體與金剛石結構相似，故Si晶胞中內有4個碳原子，其余原子處于頂點、面心，利用均攤法計算晶胞中Si原子數目，則立方ZnS晶體晶胞中原子總數與Si晶胞在原子總數相等，進而計算晶胞質量與體積，再根據ρ=$\frac{m}{V}$計算．

解答 解：A、B、C、D、E、F是原子序數依次增大的短周期元素，B是短周期中金屬性最強的元素，則B是Na元素，C是地殼中含量最高的金屬元素，則C是Al元素，D單質的晶體是良好的半導體材料，則D為Si元素，E的最外層電子數與內層電子數之比為3：5，原子有3個電子層，最外層電子數為6，則E為S元素，故F為Cl元素；A與E同族，則A為O元素．
（1）D為Si元素，原子結構示意圖為，故答案為：；
（2）鈉在氧氣中燃燒生成化合物甲為Na₂O₂所含化學鍵有離子鍵、共價鍵，其電子式為，
故答案為：離子鍵、共價鍵；；
（3）含Al元素的化合物常用作凈水劑，因為鋁離子能水解生氫氧化鋁膠體，能吸附水中懸浮物，使之凝聚達到凈水目的，反應的離子方程式為：Al³⁺﹢3H₂OAl（OH）₃﹢3H⁺，
故答案為：鋁離子發(fā)生水解：Al³⁺﹢3H₂OAl（OH）₃﹢3H⁺，生氫氧化鋁膠體，能吸附水中懸浮物，使之凝聚達到凈水目的；
（4）如圖中反應可以表示為：A₂+2BA₂=2BA₃，各物質由上述元素組成，應是為二氧化硫與氧氣反應生成三氧化硫，該反應方程式為：O₂+2SO₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2SO₃，
故答案為：O₂+2SO₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2SO₃；
（5）工業(yè)上將干燥的氯氣通入熔融的單質硫中可制得化合物S₂Cl₂，該物質可與水反應生成一種能使品紅溶液褪色的氣體為SO₂，0.2mol該物質參加反應時轉移0.3mol電子，則1molS₂Cl₂參加反應要轉移1.5mol電子，其中只有一種元素化合價發(fā)生改變，則應為硫元素的化合價在改變，S元素由+1價降低為0價，故發(fā)生還原反應的S為1.5mol，則被氧化的S為1mol×2-1.5mol=0.5mol，令氧化產物中S元素化合價為a，則0.5mol×（a-1）=1.5，解得a=4，故生成二氧化硫，該反應的化學方程式為：2S₂Cl₂﹢2H₂O=3S+SO₂↑+4HCl，
故答案為：2S₂Cl₂﹢2H₂O=3S+SO₂↑+4HCl；
（6）a為碳元素，其與S元素形成的化合物CS₂，把它滴入硫酸酸化的高錳酸鉀水溶液，將析出硫磺，同時放出CO₂，同時生成硫酸鉀、硫酸錳與水，配平后化學式方程式為：5CS₂+4KMnO₄+6H₂SO₄=2K₂SO₄+4MnSO₄+10S↓+5CO₂↑+6H₂O，
故答案為：5CS₂+4KMnO₄+6H₂SO₄=2K₂SO₄+4MnSO₄+10S↓+5CO₂↑+6H₂O；
（7）立方ZnS晶體結構與Si的單晶體相似，而Si晶體與金剛石結構相似，故Si晶胞中內有4個碳原子，其余原子處于頂點、面心，故晶胞中Si原子數目為4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=8，則立方ZnS晶體晶胞中含有4個Zn、4個S原子，晶胞質量為4×$\frac{87}{{N}_{A}}$g，晶胞邊長為acm，晶胞體積為（acm）³，則密度為4×$\frac{87}{{N}_{A}}$g÷（acm）³=$\frac{4×87}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm³，
故答案為：$\frac{4×87}{{a}^{3}{N}_{A}}$．

點評 本題考查結構性質位置關系綜合應用，題目比較綜合，涉及核外電子排布、電子式、鹽類水解應用、氧化還原反應、晶胞計算等，（7）中晶胞計算為易錯點、難點，需要學生熟記中學常見的晶胞結構，難點中等．