Question

3．短周期元素A、B、C、D、E位于同周期且原子序數(shù)依次增大，已知A、C、E三種元素原子的最外層共有10個電子，且這三種元素的最高價氧化物所對應(yīng)的水化物之間兩兩皆能反應(yīng)，D原子最外層的電子數(shù)是次外層的一半．請完成下列各小題：
（1）A、B、C三種元素最高價氧化物對應(yīng)水化物中，堿性最強(qiáng)的是NaOH（用化學(xué)式表示）；
（2）指出元素E在元素周期表中的位置：第三周期第ⅥA族；
（3）在生活中，常利用C的單質(zhì)與Fe₂O₃在高溫下的反應(yīng)來進(jìn)行焊接鋼軌．請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe；
（4）D元素的單質(zhì)在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用，請寫出工業(yè)上制備D單質(zhì)（粗產(chǎn)品）的化學(xué)方程式：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑．請舉出D的單質(zhì)在生產(chǎn)和生活中的一種應(yīng)用半導(dǎo)體材料、太陽能電池．

Answer 1

分析 短周期元素A、B、C、D、E位于同周期且原子序數(shù)依次增大．A、C、E三種元素原子的最外層共有10個電子，且這三種元素的最高價氧化物所對應(yīng)的水化物之間兩兩皆能反應(yīng)，均生成鹽和水，為氫氧化鋁與強(qiáng)堿、強(qiáng)酸的反應(yīng)，故A為Na、C為Al，B為Mg元素，E原子最外層電子數(shù)為10-1-3=6，則E為硫元素；D原子最外層的電子數(shù)是次外層的一半，處于第三周期，最外層電子數(shù)為4，故D為Si．
（1）金屬性越強(qiáng)，最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)；
（2）主族元素周期數(shù)=電子層數(shù)、主族族序數(shù)=最外層電子數(shù)；
（3）Al與氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成氧化鋁與Fe，該反應(yīng)為鋁熱反應(yīng)，放出大量的熱；
（4）工業(yè)上制備Si，用碳與二氧化硅反應(yīng)生成Si與CO，硅是良好的半導(dǎo)體材料、可以用作太陽能電池等

解答 解：短周期元素A、B、C、D、E位于同周期且原子序數(shù)依次增大．A、C、E三種元素原子的最外層共有10個電子，且這三種元素的最高價氧化物所對應(yīng)的水化物之間兩兩皆能反應(yīng)，均生成鹽和水，為氫氧化鋁與強(qiáng)堿、強(qiáng)酸的反應(yīng)，故A為Na、C為Al，B為Mg元素，E原子最外層電子數(shù)為10-1-3=6，則E為硫元素；D原子最外層的電子數(shù)是次外層的一半，處于第三周期，最外層電子數(shù)為4，故D為Si．
（1）金屬性Na＞Mg＞Al，金屬性越強(qiáng)，最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)，故堿性：NaOH＞Mg（OH）₂＞Al（OH）₃，故答案為：NaOH；
（2）E為硫元素，原子有3個電子層，最外層電子數(shù)為6，處于周期表第三周期第ⅥA族，故答案為：三；ⅥA；
（3）Al與氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成氧化鋁與Fe，反應(yīng)方程式為：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，
故答案為：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe；
（4）工業(yè)上用碳與二氧化硅反應(yīng)制備硅，反應(yīng)生成Si與CO，反應(yīng)方程式為：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑，硅是良好的半導(dǎo)體材料、可以用作太陽能電池等，
故答案為：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑；半導(dǎo)體材料、太陽能電池．

點評 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用等，難度不大，推斷元素是解題的關(guān)鍵，注意基礎(chǔ)知識的理解掌握．