Question

10．C、N、O、Na、Al、Si、S、Cl是常見(jiàn)的八種元素
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）Si在元素周期表中的位置為第三周期第IVA族；CO₂的電子式是．
（2）上述元素中原子半徑最大的是（寫(xiě)元素符號(hào)）Na；最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性最強(qiáng)的是HClO₄（寫(xiě)化學(xué)式）．
（3）下列事實(shí)能說(shuō)明O元素的非金屬性比S元素的非金屬性強(qiáng)的是ab．
a．O₂與H₂S溶液反應(yīng)，溶液變渾濁
b．O和S兩元素的簡(jiǎn)單氫化物受熱分解，前者的分解溫度高
c．在氧化還原反應(yīng)中，1molO₂比1molS得電子多
（4）金剛石具有優(yōu)良的耐磨，耐腐蝕性，應(yīng)用廣泛．一定條件下，Na還原CCl₄可制備金剛石．反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫后，回收其中的CCl₄的實(shí)驗(yàn)操作名稱(chēng)為過(guò)濾，除去粗產(chǎn)品中少里鈉的試劑為水（或乙醇）．
（5）常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO₃中組成原電池（圖l），測(cè)得原電池的電流強(qiáng)度（I）隨時(shí)間（t）的變化如圖2所示，反應(yīng)過(guò)程中有紅棕色氣體產(chǎn)生．0～t₁時(shí)，原電池的負(fù)極是Al片，此時(shí)，正極的電極反應(yīng)式是2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O，溶液中的H⁺向正極移動(dòng)．t₁時(shí)，原電池中電子流動(dòng)方向發(fā)生改變，其原因是：隨著反應(yīng)進(jìn)行鋁表面鈍化形成氧化膜阻礙反應(yīng)進(jìn)行，銅做負(fù)極反應(yīng)，電流方向相反．

Answer 1

分析 （1）Si原子核外有14個(gè)電子，分三層排布，最外層有4個(gè)；CO₂是共價(jià)化合物，其結(jié)構(gòu)式為O=C=O，碳原子和氧原子之間有2對(duì)電子；
（2）同周期從左到右原子半徑逐漸減小，同主族從上到下原子半徑逐漸增大；元素的非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性越強(qiáng)；
（3）比較非金屬元素的非金屬性強(qiáng)弱，可根據(jù)單質(zhì)之間的置換反應(yīng)、對(duì)應(yīng)最高價(jià)氧化物的水化物的酸性、氫化物的穩(wěn)定性等角度判斷；
（4）將不溶性固體和液體分離通常采用的方法是過(guò)濾；由于Na可以與水（或乙醇）發(fā)生反應(yīng)；
（5）0-t₁時(shí)，Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化過(guò)程，Al為負(fù)極，氧化得到氧化鋁，應(yīng)有水參加，根據(jù)電荷守恒可知，有氫離子生成，Cu為正極，硝酸根放電生成二氧化氮，應(yīng)由氫離子參與反應(yīng)，同時(shí)有水生成，隨著反應(yīng)進(jìn)行鋁表面鈍化形成氧化膜阻礙反應(yīng)進(jìn)行，t₁時(shí)，銅做負(fù)極反應(yīng)，Al為正極．

解答 解：（1）Si原子核外有14個(gè)電子，分三層排布，最外層有4個(gè)，則Si在元素周期表中的位置為第三周期第IVA族；CO₂是共價(jià)化合物，其結(jié)構(gòu)式為O=C=O，碳原子和氧原子之間有2對(duì)電子，其電子式為；水合氫離子為陽(yáng)離子，含3個(gè)O-H共價(jià)鍵，水合氫離子的結(jié)構(gòu)式為 ．
故答案為：第三周期第IVA族；；
（2）同周期從左到右原子半徑逐漸減小，同主族從上到下原子半徑逐漸增大，所以C、N、O、Na、Al、Si、S、Cl中原子半徑最大的是Na；元素的非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性越強(qiáng)，由于F沒(méi)有含氧酸，所以最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性最強(qiáng)的是HClO₄；
故答案為：Na；HClO₄；
（3）a．O₂與H₂S溶液反應(yīng)，溶液變渾濁，氧氣與硫化氫反應(yīng)生成硫沉淀，說(shuō)明O元素的非金屬性比S強(qiáng)，故a正確；
b．O和S兩元素的簡(jiǎn)單氫化物受熱分解，前者的分解溫度高，說(shuō)明水比硫化氫穩(wěn)定，即O元素的非金屬性比S強(qiáng)，故b正確；
c．在氧化還原反應(yīng)中，得電子能力越強(qiáng)，元素的非金屬性越強(qiáng)，與得電子多少無(wú)關(guān)，故c錯(cuò)誤；
故答案為：ab；
（4）金剛石是不溶于CCl₄的固體，CCl₄是液體，將不溶性固體和液體分離通常采用的方法是過(guò)濾；由于Na可以與水（或乙醇）發(fā)生反應(yīng)，而金剛石不與水（或乙醇）反應(yīng)，所以除去粗產(chǎn)品中少量的鈉可用水（或乙醇），
故答案為：過(guò)濾；水（或乙醇）；
（5）0-t₁時(shí)，Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化過(guò)程，Al為負(fù)極，氧化得到氧化鋁，應(yīng)有水參加，根據(jù)電荷守恒可知，有氫離子生成，負(fù)極電極反應(yīng)式為：2Al+3H₂O-6e^-=Al₂O₃+6H⁺，Cu為正極，硝酸根放電生成二氧化氮，應(yīng)由氫離子參與反應(yīng)，同時(shí)有水生成，正極電極反應(yīng)式為：2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O，溶液中的H⁺向正極移動(dòng)；
隨著反應(yīng)進(jìn)行鋁表面鈍化形成氧化膜阻礙反應(yīng)進(jìn)行，t₁時(shí)，銅做負(fù)極反應(yīng)，Al為正極，電流方向相反；
故答案為：2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O；正；隨著反應(yīng)進(jìn)行鋁表面鈍化形成氧化膜阻礙反應(yīng)進(jìn)行，銅做負(fù)極反應(yīng)，電流方向相反．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了元素周期表及其應(yīng)用、元素化合物的性質(zhì)、非金屬性的判斷、原電池原理的應(yīng)用等，題目涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和應(yīng)用能力，注意把握原電池中正負(fù)極的判斷方法．