Question

A、B、C、D、E、F六種短周期元素，其原子序數(shù)依次增大，其中B與C同周期，D與E和F同周期，A與D同主族，C與F同主族，C元素的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的三倍，B元素的最高正價和最低負(fù)價之和為2．又知六種元素所形成的常見單質(zhì)在常溫常壓下有三種是氣體，三種是固體．請回答下列問題：
（1）C、D、F三種元素形成的簡單離子的半徑由大到小的順序是

 

（用離子符號表示）．
（2）由A、B兩種元素以原子個數(shù)比5：1形成離子化合物X，X的電子式為

 

．
（3）由A、B元素形成的化合物B₂A₄可以與O₂、KOH溶液形成原電池，用該原電池提供的能量電解足量的CuSO₄溶液，當(dāng)消耗0.2mol B₂A₄時，若要使電解槽中溶液恢復(fù)到電解前的情況，需要向其中加入多少克什么物質(zhì)？（填質(zhì)量和化學(xué)式）

 

．
（4）若E是金屬元素，其單質(zhì)與氧化鐵反應(yīng)常用于焊接鋼軌，請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（5）由A、C、D、F四種元素形成的化合物Y（DAFC₃）（已知A₂FC₃的Ka₁=1.3×10^-2、Ka₂=6.3×10^-8），則Y溶液中各離子濃度由大到小的順序為

 

；室溫下，向Y溶液中加入一定量的NaOH，使溶液中c（AFC₃^-）=c（FC₃^2-），則此時溶液呈

 

（填“酸性”、“堿性”或“中性”）．
（6）A 和B 形成的某種氯化物BA₂Cl 可作殺菌劑，其原理為BA₂Cl 遇水反應(yīng)生成一種具有強氧化性的含氧酸，寫出BA₂Cl 與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．

Answer 1

考點：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：

分析：A、B、C、D、E、F六種短周期元素，其原子序數(shù)依次增大，C元素的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的三倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，則C是O元素；C與F同主族，則F是S元素；B與C同周期，B元素的最高正價和最低負(fù)價之和為2，處于ⅤA族，B與C同周期，則B為N元素；D與E和F同周期，即處于第三周期，D、E原子序數(shù)均小于硫，故D、E單質(zhì)均為固體，六種元素所形成的常見單質(zhì)在常溫常壓下有三種是氣體、三種是固體，則A的單質(zhì)為氣體，原子序數(shù)小于N，故A為H元素，A與D同主族，則D為Na；（4）中若E是金屬元素，其單質(zhì)與氧化鐵反應(yīng)常用于焊接鋼軌，則E為Al，據(jù)此解答．

解答： 解：A、B、C、D、E、F六種短周期元素，其原子序數(shù)依次增大，C元素的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的三倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，則C是O元素；C與F同主族，則F是S元素；B與C同周期，B元素的最高正價和最低負(fù)價之和為2，處于ⅤA族，B與C同周期，則B為N元素；D與E和F同周期，即處于第三周期，D、E原子序數(shù)均小于硫，故D、E單質(zhì)均為固體，六種元素所形成的常見單質(zhì)在常溫常壓下有三種是氣體、三種是固體，則A的單質(zhì)為氣體，原子序數(shù)小于N，故A為H元素，A與D同主族，則D為Na．
（1）C、D、F三種元素形成的簡單離子分別為O^2-、Na⁺、S^2-，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⁺；
（2）由H、N兩種元素以原子個數(shù)比5：1形成離子化合物為NH₄H，由銨根離子與氫負(fù)離子構(gòu)成，X的電子式為，
故答案為：；
（3）由H、N元素形成的化合物N₂H₄可以與O₂、KOH溶液形成原電池，原電池總反應(yīng)為：2N₂H₄+O₂=2N₂+2H₂O，當(dāng)消耗0.2mol N₂H₄時，轉(zhuǎn)移電子為0.2mol×2×2=0.8mol，用該原電池提供的能量電解足量的CuSO₄溶液，發(fā)生反應(yīng)：2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，得到Cu與氧氣物質(zhì)的量之比為2：1，若要使電解槽中溶液恢復(fù)到電解前的情況，需要向其中加入CuO，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知CuO為

0.8mol

2

=0.4mol，其質(zhì)量為0.4mol×80g/mol=32g
故答案為：CuO；32g；
（4）若E是金屬元素，其單質(zhì)與氧化鐵反應(yīng)常用于焊接鋼軌，則E為Al，反應(yīng)方程式為：Al+Fe₂O₃

高溫  .

Fe+Al₂O₃，
故答案為：Al+Fe₂O₃

高溫  .

Fe+Al₂O₃；
（5）由H、O、Na、S四種元素形成的化合物Y（DAFC₃）為NaHSO₃，已知H₂SO₃的Ka₁=1.3×10^-2、Ka₂=6.3×10^-8，則HSO₃^-的水解平衡常數(shù)為Kh=

c(H2SO3)?c(OH-)

c(HSO3-)

=

Kw

Ka1

=

10-14

1.3×10-2

≈7.7×10^-13，可知HSO₃^-的水解程度遠遠小于電離能程度，NaHSO₃溶液呈酸性，氫氧根離子濃度原小于亞硫酸根，而亞硫酸根的電離程度很小，亞硫酸氫根遠遠大于氫離子，氫離子源于亞硫酸根電離、水的電離，氫離子濃度大于硫酸根，故溶液中離子濃度關(guān)系為：c（Na²⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），
室溫下，向NaHSO₃溶液中加入一定量的NaOH，使溶液中c（HSO₃^-）=c（SO₃^2-），由Ka₂=

c(SO32-)?c(H+)

c(HSO3-)

=6.3×10^-8，則溶液中c（H⁺）=6.3×10^-8＜10^-7，溶液呈堿性，
故答案為：c（Na²⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）；堿性；
（6）A 和B 形成的某種氯化物NH₂Cl可作殺菌劑，其原理為NH₂Cl 遇水反應(yīng)生成一種具有強氧化性的含氧酸，應(yīng)得到HClO，還得到NH₃，反應(yīng)方程式為：NH₂Cl+H₂O=HClO+NH₃，
故答案為：NH₂Cl+H₂O=HClO+NH₃．

點評：本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用，推斷元素是解題關(guān)鍵，（5）中離子濃度大小判斷、溶液酸堿性判斷需要利用平衡常數(shù)進行計算，綜合考查學(xué)生分析能力、邏輯推理能力及對知識的遷移運用，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)，難度中等．