Question

短周期元素A、B、C、D中，0.5mol A元素的離子得到6.02×10²³個(gè)電子被還原為中性原子，0.4g A的氧化物恰好與100ml 0.2mol/L的鹽酸完全反應(yīng)，A原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)目與中子數(shù)目相等，B元素原子核外第三層電子數(shù)目比第一層多1個(gè)，C^-比A元素的離子多1個(gè)電子層，D元素的原子核外第二層比第一層多2個(gè)電子．回答下列問題：
（1）A元素的名稱是

 

；
（2）C^-的結(jié)構(gòu)示意圖為

 

；D元素在周期表中的位置是

 

；
（3）元素D的氣態(tài)氫化物的電子式為

 

，其分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有

 

結(jié)構(gòu)，在一定條件下該氫化物可與單質(zhì)C發(fā)生取代反應(yīng)，若將等物質(zhì)的量的該氫化物與單質(zhì)C混合，在一定條件下充分反應(yīng)后，生成物中物質(zhì)的量最大的是

 

（用化學(xué)式填寫）；
（4）工業(yè)上冶煉單質(zhì)A的化學(xué)方程式為

 

；
（5）工業(yè)上常用單質(zhì)B冶煉難熔的金屬，寫出氧化鐵和單質(zhì)B在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

，若反應(yīng)中有0.25mol氧化鐵參加反應(yīng)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的個(gè)數(shù)為

 

；
（6）若將單質(zhì)A、B用導(dǎo)線連接插入到氫氧化鈉溶液中可以組成原電池，則正極材料是

 

（用化學(xué)式填寫），負(fù)極電極反應(yīng)是

 

．

Answer 1

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

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：短周期元素A、B、C、D中，0.5mol A元素的離子得到6.02×10²³個(gè)電子被還原為中性原子，則A離子帶兩個(gè)單位正電荷，0.4g A的氧化物恰好與100ml 0.2mol/L的鹽酸完全反應(yīng)，HCl的物質(zhì)的量=0.1L×0.2mol/L=0.02mol，由AO+2HCl═ACl₂+H₂O，可知0.4gAO的物質(zhì)的量為0.01mol，則M（AO）=

0.4g

0.01mol

=40g/mol，故A的摩爾質(zhì)量為40g/mol-16g/mol=24g/mol，A原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)目與中子數(shù)目相等，則質(zhì)子數(shù)為12，即A為Mg元素；B元素原子核外第三層電子數(shù)目比第一層多1個(gè)，最外層電子數(shù)為3，則B為Al；C^-比A元素的離子多1個(gè)電子層，則C的質(zhì)子數(shù)為18-1=17，即C為Cl元素；D元素的原子核外第二層比第一層多2個(gè)電子，則第二層電子數(shù)為4，即D為C元素，以此解答．

解答： 解：短周期元素A、B、C、D中，0.5mol A元素的離子得到6.02×10²³個(gè)電子被還原為中性原子，則A離子帶兩個(gè)單位正電荷，0.4g A的氧化物恰好與100ml 0.2mol/L的鹽酸完全反應(yīng)，HCl的物質(zhì)的量=0.1L×0.2mol/L=0.02mol，由AO+2HCl═ACl₂+H₂O，可知0.4gAO的物質(zhì)的量為0.01mol，則M（AO）=

0.4g

0.01mol

=40g/mol，故A的摩爾質(zhì)量為40g/mol-16g/mol=24g/mol，A原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)目與中子數(shù)目相等，則質(zhì)子數(shù)為12，即A為Mg元素；B元素原子核外第三層電子數(shù)目比第一層多1個(gè)，最外層電子數(shù)為3，則B為Al；C^-比A元素的離子多1個(gè)電子層，則C的質(zhì)子數(shù)為18-1=17，即C為Cl元素；D元素的原子核外第二層比第一層多2個(gè)電子，則第二層電子數(shù)為4，即D為C元素，
（1）綜上所述，A為鎂，故答案為：鎂；  
（2）Cl的質(zhì)子數(shù)為17，離子結(jié)構(gòu)示意圖為，D為碳元素，位于元素周期表中第二周期ⅣA則，故答案為：；第二周期ⅣA族；
（3）D的氣態(tài)氫化物為甲烷，分子中碳原子與氫原子之間形成1對(duì)共用電子對(duì)，其電子式為，空間結(jié)構(gòu)為正四面體型，甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，發(fā)生一氯取代、二氯取代、三氯取代、四氯取代都生成HCl，則等物質(zhì)的量的甲烷與氯氣混合，在一定條件下充分反應(yīng)后，生成物中物質(zhì)的量最大的是HCl，
故答案為：；正四面體；HCl；
（4）工業(yè)上利用電解熔融的氯化鎂來冶煉Mg，反應(yīng)方程式為：MgCl₂（熔融）

電解  .

Mg+Cl₂↑，故答案為：MgCl₂（熔融）

電解  .

Mg+Cl₂↑；
（5）Al與氧化鐵在高溫條件下反應(yīng)生成氧化鋁與Fe，反應(yīng)方程式為：Fe₂O₃+2Al

高溫  .

Al₂O₃+2Fe，由方程式可知，反應(yīng)中有0.25mol氧化鐵參加反應(yīng)，則消耗Al的物質(zhì)的量為0.25mol×2=0.5mol，由Al元素的化合價(jià)變化可知，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的個(gè)數(shù)為0.5mol×（3-0）×6.02×10²³mol^-1=9.03×10²³，
故答案為：Fe₂O₃+2Al

高溫  .

Al₂O₃+2Fe；9.03×10²³；       
（6）Mg、Al與NaOH溶液構(gòu)成原電池，Al與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣，故Al為負(fù)極，正極為Mg，負(fù)極上Al失去電子，堿性條件下生成偏鋁酸根與水，負(fù)極電極反應(yīng)式為：2Al-6e^-+8OH^-=2AlO₂^-+4H₂O，
故答案為：Mg；2Al-6e^-+8OH^-=2AlO₂^-+4H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)關(guān)系及其應(yīng)用，綜合性較強(qiáng)，需要學(xué)生熟悉化學(xué)用語及金屬的冶煉、原電池等，推斷元素是解答關(guān)鍵，（6）中注意根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)判斷，題目難度中等．