Question

7．（1）短周期元素A、B、C、D、E的原子序數(shù)依次增大，A為半徑最小的原子，A和C同族，B和D同族，C離子和B離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，A和B形成的化合物在水中呈堿性，C和E形成的化合物在水中呈中性，且A和E形成的化合物與A和B形成的化合物反應(yīng)可產(chǎn)生白煙．回答下列問題：
①C的元素符號(hào)Na，非金屬性最強(qiáng)的元素是Cl（填元素符號(hào)），其簡(jiǎn)單陰離子的粒子結(jié)構(gòu)示意圖為；
②由A和B、D、E所形成的共價(jià)型化合物中，熱穩(wěn)定性最差的是H₃P（用化學(xué)式表示）；
（2）A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示（反應(yīng)條件和部分產(chǎn)物未標(biāo)出），請(qǐng)回答下列問題：
①若A為短周期金屬單質(zhì)，D為短周期非金屬單質(zhì)，且所含元素的原子序數(shù)A是D的2倍，所含元素的原子最外層電子數(shù)D是A的2倍，F(xiàn)的濃溶液與A、D反應(yīng)都有紅棕色氣體生成，則A的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，反應(yīng)④的化學(xué)方程式為C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4NO₂↑+2H₂O．
②若A、D、F都是短周期非金屬元素單質(zhì)，且A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，且D中最外層電子數(shù)為次外層電子的一半，則反應(yīng)①的化學(xué)方程式為2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑．標(biāo)準(zhǔn)狀況下3.36L物質(zhì)E與含氫氧化鈉10.0g的溶液充分反應(yīng)，所得溶液中溶質(zhì)成分Na₂CO₂，0.1mol為NaHCO₃，0.05mol（寫出化學(xué)式和對(duì)應(yīng)的物質(zhì)的量）．

Answer 1

分析 （1）短周期元素A、B、C、D、E的原子序數(shù)依次增大，A為半徑最小的原子，則A為H元素；A和C同族，結(jié)合原子序數(shù)大小可知C為Na元素；C離子和B離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則B位于第二周期，B和D同族，則D位于第三周期；A和B形成的化合物在水中呈堿性，該化合物為氨氣，則B為N元素，B和D同族，則D為P；A和E形成的化合物與A和B形成的化合物反應(yīng)可產(chǎn)生白煙，則A、E形成的化合物為HCl，則E為Cl元素，滿足“C和E形成的化合物在水中呈中性”，據(jù)此進(jìn)行解答；
（2）①若A為第三周期的金屬單質(zhì)，D為短周期非金屬單質(zhì)，且所含元素的原子序數(shù)A是D的2倍，則A原子序數(shù)是偶數(shù)，所含元素的原子最外層電子數(shù)D是A的2倍，則A是Mg、D是C元素，F(xiàn)的濃溶液與A、D反應(yīng)都有紅棕色氣體生成，紅棕色氣體是NO₂，則F是HNO₃，C和HNO₃濃溶液反應(yīng)生成CO₂、NO₂和H₂O，B能和Mg反應(yīng)生成碳單質(zhì)，則B是CO₂，C是MgO，MgO和硝酸反應(yīng)生成Mg（NO₃）₂和H₂O，Mg和硝酸反應(yīng)生成Mg（NO₃）₂，則E是Mg（NO₃）₂；
③A、D、F都是短周期非金屬元素單質(zhì)，且A、D所含元素同主族，B常用作光導(dǎo)纖維，則B為SiO₂，A、F所含元素同周期，則A為C，D為Si，F(xiàn)為O₂，根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系，C為CO，E為CO₂，反應(yīng)①為C與二氧化硅的反應(yīng)，據(jù)此答題．

解答 解：（1）短周期元素A、B、C、D、E的原子序數(shù)依次增大，A為半徑最小的原子，則A為H元素；A和C同族，結(jié)合原子序數(shù)大小可知C為Na元素；C離子和B離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則B位于第二周期，B和D同族，則D位于第三周期；A和B形成的化合物在水中呈堿性，該化合物為氨氣，則B為N元素，B和D同族，則D為P；A和E形成的化合物與A和B形成的化合物反應(yīng)可產(chǎn)生白煙，則A、E形成的化合物為HCl，則E為Cl元素，滿足“C和E形成的化合物在水中呈中性”，
①根據(jù)分析可知，C為Na元素；
同一周期元素，元素非金屬性隨著原子序數(shù)增大而增強(qiáng)，同一主族元素，元素非金屬性隨著原子序數(shù)增大而減弱，這幾種元素中非金屬性最強(qiáng)的是Cl元素；氯離子的核電荷數(shù)為17，核外電子總數(shù)為18，其離子結(jié)構(gòu)示意圖為，
故答案為：Na；Cl；；
②A和E形成的化合物是HCl，A和B形成的化合物是氨氣，A與D形成的化合物磷化氫，非金屬性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)氫化物越穩(wěn)定，則穩(wěn)定性最弱的為H₃P，
故答案為：H₃P；
（2）①若A為第三周期的金屬單質(zhì)，D為短周期非金屬單質(zhì)，且所含元素的原子序數(shù)A是D的2倍，則A原子序數(shù)是偶數(shù)，所含元素的原子最外層電子數(shù)D是A的2倍，則A是Mg、D是C元素，F(xiàn)的濃溶液與A、D反應(yīng)都有紅棕色氣體生成，紅棕色氣體是NO₂，則F是HNO₃，C和HNO₃濃溶液反應(yīng)生成CO₂、NO₂和H₂O，B能和Mg反應(yīng)生成碳單質(zhì)，則B是CO₂，C是MgO，MgO和硝酸反應(yīng)生成Mg（NO₃）₂和H₂O，Mg和硝酸反應(yīng)生成Mg（NO₃）₂，則E是Mg（NO₃）₂；
通過以上分析知，A是Mg，A的原子結(jié)構(gòu)示意圖為 ；
反應(yīng)④的化學(xué)方程式為在加熱條件下，碳和濃硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化氮和水，反應(yīng)方程式為：C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4NO₂↑+2H₂O，
故答案為：；C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4NO₂↑+2H₂O；
②A、D、F都是短周期非金屬元素單質(zhì)，且A、D所含元素同主族，則B為SiO₂，A、F所含元素同周期，則A為C，D為Si，F(xiàn)為O₂，根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系，C為CO，E為CO₂，反應(yīng)①為C與二氧化硅的反應(yīng)，該反應(yīng)為2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑；
將標(biāo)準(zhǔn)狀況下3.36L二氧化碳為：$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，10.0g 氫氧化鈉為：$\frac{10.0g}{40g/mol}$=0.25mol，二者物質(zhì)的量之比為3：5，介于2：1與1：1之間，則生成Na₂CO₃、NaHCO₃，設(shè)二者物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.15}\\{2x+y=0.25}\end{array}\right.$，解得：x=0.1，y=0.05，
故答案為：2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑；Na₂CO₂，0.1mol；NaHCO₃，0.05mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無機(jī)物的推斷、原子結(jié)構(gòu)與元素周期律的關(guān)系等，為高頻考點(diǎn)，涉及常見元素及其化合物知識(shí)的考查，把握元素的位置及單質(zhì)的性質(zhì)來分析推斷各物質(zhì)，注意根據(jù)物質(zhì)的特殊元素、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)行推斷，熟悉常見單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，題目難度中等．