Question

12．如圖的虛線框中每一列、每一行相當(dāng)于周期表的每一族和每一周期，但它的列數(shù)和行數(shù)都多于元素周期表．

I．請(qǐng)?jiān)谌鐖D的虛線框中用實(shí)線畫出周期表第一至第六周期的輪廓，并畫出金屬與非金屬的分界線．（要求：左上角的第一個(gè)格是第一周期第IA族元素）
II．X、Y、Z、M、N為短周期的五種主族元素，其中X、Z同主族，Y、Z同周期，M與X，Y既不同族，也不同周期．X原子最外層電子數(shù)是核外電子層數(shù)的三倍，Y的最高化合價(jià)與其最低化合價(jià)的代數(shù)和等于6．N是短周期主族元素中原子半徑最大的非金屬元素．
（1）請(qǐng)寫出下列元素的元素符號(hào)：XO，YCl，MH．
（2）請(qǐng)寫出N元素在周期表中的位置三周期、IVA 主族；與N同族的短周期元素L，其最高價(jià)氧化物的電子式為；N的最高價(jià)氧化物與NaOH溶液反應(yīng)離子方程式：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O．
（3）Y與Z的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱HClO₄＞H₂SO₄（用化學(xué)式表示）     Y與Z相比，非金屬性較強(qiáng)的元素是HCl，可以證明該結(jié)論的實(shí)驗(yàn)是（用化學(xué)方程式表示）Cl₂+H₂S=S↓+2HCl．
（4）L和M 按1：4的原子個(gè)數(shù)組成的化合物甲與 X的常見氣態(tài)單質(zhì)乙以及NaOH溶液構(gòu)成原電池，如圖，試分析：

①閉合K，寫出左側(cè)A電極的反應(yīng)式CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O
②閉合K，當(dāng)A電極消耗1.6g化合物甲時(shí)（假設(shè)過程中無任何損失），則右側(cè)裝置中電極上放出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為9.96升．

Answer 1

分析 I．第一周期有2種元素，分別處于1、18列，第二、三周期中3～12列不存在，最外層電子數(shù)≤周期數(shù)為金屬元素，第一周期沒有金屬元素；
Ⅱ．X、Y、Z、M、N為短周期的五種主族元素，X原子最外層電子數(shù)是核外電子層數(shù)的三倍，原子只能有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，則X為O元素；X、Z同主族，則Z為S元素；Y、Z同周期，Y的最高化合價(jià)與其最低化合價(jià)的代數(shù)和等于6，則Y為Cl；N是短周期主族元素中原子半徑最大的非金屬元素，則N為Si；M與X、Y既不同族，也不同周期，則M為H元素，據(jù)此解答．

解答 解：I．第一周期有2種元素，分別處于1、18列，第二、三周期中3～12列不存在，最外層電子數(shù)≤周期數(shù)為金屬元素，第一周期沒有金屬元素，用實(shí)線畫出周期表第一至第六周期的輪廓，并畫出金屬與非金屬的分界線為：，
故答案為：；
Ⅱ．X、Y、Z、M、N為短周期的五種主族元素，X原子最外層電子數(shù)是核外電子層數(shù)的三倍，原子只能有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，則X為O元素；X、Z同主族，則Z為S元素；Y、Z同周期，Y的最高化合價(jià)與其最低化合價(jià)的代數(shù)和等于6，則Y為Cl；N是短周期主族元素中原子半徑最大的非金屬元素，則N為Si；M與X、Y既不同族，也不同周期，則M為H元素．
（1）由上述分析可知，X為O、Y為Cl、M為H，故答案為：O；Cl；H；
（2）N為Si元素，在周期表中的位置是第三周期IVA族，與N同族的短周期元素L為碳元素，其最高價(jià)氧化物為CO₂，電子式為 ；N的最高價(jià)氧化物為SiO₂，與NaOH溶液反應(yīng)離子方程式：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O，
故答案為：三；IVA；；SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；
（3）非金屬性Y（Cl）＞Z（S），最高價(jià)氧化物的水化物的酸性：HClO₄＞H₂SO₄，可以證明Cl元素非金屬性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)是（用化學(xué)方程式表示）：Cl₂+H₂S=S↓+2HCl，
故答案為：HClO₄＞H₂SO₄；Cl；Cl₂+H₂S=S↓+2HCl；
（4）①閉合K，左側(cè)通入甲烷，而甲烷發(fā)生氧化反應(yīng)，堿性條件下生成碳酸根離子與水，左側(cè)A電極的反應(yīng)式：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；
②閉合K，當(dāng)A電極消耗1.6g甲烷，其物質(zhì)的量=$\frac{1.6g}{16g/mol}$=0.1mol，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=0.1mol×8=0.8mol，右池為電解池，陰離子只有氫氧根離子放電生成氧氣，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，生成氧氣的物質(zhì)的量=$\frac{0.8mol}{4}$=0.2mol，溶液中Ag⁺的物質(zhì)的量=0.2L×2mol/L=0.4mol，完全放電轉(zhuǎn)移獲得電子為0.4mol，故反應(yīng)的H⁺的物質(zhì)的量=0.8mol-0.4mol=0.4mol，故生成氫氣的物質(zhì)的量=$\frac{0.4mol}{2}$=0.2mol，故共得到氣體體積=（0.2mol+0.2mol）×22.4L/mol=8.96L，
故答案為：8.96．

點(diǎn)評(píng) 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用，涉及元素周期表、元素周期律、電子式、化學(xué)計(jì)算、電化學(xué)等，題目比較綜合，推斷元素是解題的關(guān)鍵，注意利用電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算原電池、電解池的有關(guān)計(jì)算，難度中等．