Question

20．下表是部分短周期元素的信息，用化學(xué)用語回答下列問題

元素代號	A	B	F
原子半徑/nm	0.077	0.075	0.117
主要化合價	+4、-4	+5、-3	+4、-4

元素	D	M	G	E
性質(zhì)結(jié)構(gòu)信息	單質(zhì)制成的高壓燈，發(fā)出的黃光透霧力強，射程遠	氫化物常溫下呈液態(tài)，M的雙原子陰離子有18個電子	原子核外的M層比L層少2個電子	+3價陽離子的核外電子排布與氖原子相同

（1）元素A在周期表中的位置第二周期ⅣA族，B的某種核素中中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多1，則表示該核素的原子符號為₇¹⁵N．
（2）寫出鈣與M原子個數(shù)比為1：2化合物的電子式，此化合物中含有的化學(xué)鍵類型（填離子鍵，共價鍵或非極性鍵）離子鍵和非極性鍵共價鍵．
（3）M^2-、E³⁺、G^2-離子半徑大小順序是S^2-＞O^2-＞Al³⁺（用離子符號回答）
（4）由A、B、M及氫四種原子構(gòu)成的分子A₂H₅BM₂，既可以和鹽酸反應(yīng)又可以和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，寫出A₂H₅BM₂的名稱甘氨酸．
（5）以E和NiO（OH）為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時，NiO（OH）轉(zhuǎn)化為Ni（OH）₂，該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式是Al+3NiO（OH）+NaOH+H₂O=3Ni（OH）₂+NaAlO₂
（6）工業(yè)上可用電解法制取Ni₂O₃，用NaOH溶液調(diào)NiCl₂溶液的pH至7.5，加入適量Na₂SO₄后利用惰性電極電源，電解過程中產(chǎn)生的Cl₂有80%在弱堿性條件下生成ClO^-，再把二價鎳氧化為三價鎳，ClO^-氧化Ni（OH）₂生成Ni₂O₃的離子方程式為ClO^-+2Ni（OH）₂═Cl^-+Ni₂O₃+2H₂O．當(dāng)amol二價鎳全部轉(zhuǎn)化為三價鎳時，外電路中通過電子的物質(zhì)的量為1.25a mol．

Answer 1

分析 短周期元素A、F的化合價都是+4、-4，所以是第ⅣA元素，結(jié)合半徑分別為：A為碳；F是硅；由B的半徑和化合價B是氮元素，D單質(zhì)制成的高壓燈，發(fā)出的黃光透霧力強、射程遠，應(yīng)為Na；氫化物常溫下呈液態(tài)，M的雙原子陰離子有18個電子，M是氧；G的原子核外的M層比L層少2個電子，G是16號硫，E的+3價陽離子的核外電子排布與氖原子相同，所以E是鋁，由此分析解答，
（1）A為氮元素，核電荷數(shù)為7，質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)，寫出原子符號；
（2）鈣與M原子個數(shù)比為1：2化合物為過氧化鈣，為離子化合物；
（3）電子層數(shù)越多半徑越大，電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越多半徑越�。�
（4）由C、N、O及氫四種原子構(gòu)成的分子C₂H₅NO₂，既可以和鹽酸反應(yīng)又可以和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，為氨基酸；
（5）以Al和NiO（OH）為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時，NiO（OH）轉(zhuǎn)化為Ni（OH）₂，鋁失電子生成鋁離子在氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸鈉；
（6）Cl由+1價降低到-1價，Ni由+2價升高到+3價，利用化合價升降相等可配平ClO^-、Ni（OH）₂、Cl^-、Ni₂O₃的系數(shù)，再利用H原子守恒配平水的系數(shù)，最后可利用O原子檢查配平是否正確，依據(jù)化學(xué)方程式和元素守恒計算得到．

解答 解：（1）元素碳在周期表中的位置第二周期ⅣA族，氮的某種核素中中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多1，則表示該核素的原子符號為 ₇¹⁵N，
故答案為：第二周期ⅣA族；₇¹⁵N；
（2）過氧化鈣的電子式為；過氧化鈣中存離子鍵和非極性鍵共價鍵，
故答案為：；離子鍵和非極性鍵共價鍵；
（3）M是氧，G是16號硫，E是鋁，電子層數(shù)越多半徑越大，電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越多半徑越小，所以半徑的大小為S^2-＞O^2-＞Al³⁺，
故答案為：S^2-；O^2-；Al³⁺；
（4）由C、N、O及氫四種原子構(gòu)成的分子C₂H₅NO₂，既可以和鹽酸反應(yīng)又可以和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所以是氨酸，C₂H₅NO₂的名稱是甘氨酸，
故答案為：甘氨酸；
（5）以Al和NiO（OH）為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時，NiO（OH）轉(zhuǎn)化為Ni（OH）₂，鋁失電子生成鋁離子在氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸鈉，電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Al+3NiO（OH）+NaOH+H₂O=3Ni（OH）₂+NaAlO₂，
故答案為：Al+3NiO（OH）+NaOH+H₂O=3Ni（OH）₂+NaAlO₂；
（6）Cl由+1價降低到-1價，Ni由+2價升高到+3價，利用化合價升降相等可配平ClO^-、Ni（OH）₂、Cl^-、Ni₂O₃的系數(shù)，再利用H原子守恒配平水的系數(shù)，最后可利用O原子檢查配平是否正確，得到離子方程式為ClO^-+2Ni（OH）₂═Cl^-+Ni₂O₃+2H₂O，
ClO^-+2Ni（OH）₂═Cl^-+Ni₂O₃+2H₂O
1               2
n（ClO^-） a mol
則n（ClO^-）=0.5 a mol
Cl₂+2OH^-═ClO^-+Cl^-+H₂O
0.8n（Cl₂） 0.5 a mol
則n（Cl₂）=0.625 a mol
進行電解時：
2Cl^--2e^-═Cl₂↑
2                 1
n（e^-） 0.625 a mol
則n（e^-）=1.25a mol；
故答案為：ClO^-+2Ni（OH）₂═Cl^-+Ni₂O₃+2H₂O；1.25a mol．

點評 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系、半徑比較、電子式、化學(xué)實驗、氧化還原反應(yīng)計算、離子方程式的書寫、原電池和電解池原理等，主要是氧化還原反應(yīng)電子守恒計算和化學(xué)方程式計算，題目難度中等．