Question

（2012?河北模擬）七種主族元素A、B、C、D、E、F、G分屬三個(gè)短周期，它們的原子序數(shù)依次增大．B、C、D三種原子最外層電子數(shù)之和為15，E的原子半徑是短周期元素中（0族元素除外）最大的．D、F同主族，它們形成的常見(jiàn)化合物有FD₂和FD₃．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）C在元素周期表中的位置為

第二周期第ⅤA族

．
（2）C、D、E三種元素形成的簡(jiǎn)單離子，其離子半徑從大到小的順序?yàn)?!--BA-->

N^3-、O^2-、Na⁺

（用離子符號(hào)表示）．
（3）上述元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性最強(qiáng)的是

HClO₄

（寫化學(xué)式），非金屬氣態(tài)氫化物還原性最強(qiáng)的是

H₂S

（寫化學(xué)式）．
（4）FD₃極易與水反應(yīng)，形成的濃溶液在加熱條件下可與B元素單質(zhì)反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)方為程式為

C+2H₂SO₄（濃）

△   .

2H₂O+2SO₂+CO₂

．FD₂與D、E形成的原子個(gè)數(shù)比為1：1的化合物反應(yīng)的化學(xué)方程式

Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄

．
（5）B₂A₂的燃燒熱為akJ?mol^-1，B₂A₂燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

C₂H₂（g）+

5

2

O₂（g）=2CO₂（g）+H₂O（l）△H=-aKJ/mol

．
（6）以A₂、D₂及E的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為主要原料，可以設(shè)計(jì)成一種電池，該電池負(fù)極的反應(yīng)為

H₂+2OH^--2e^-=2H₂O

，電池使用過(guò)程中電解質(zhì)溶液的pH

減小

（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析：七種主族元素A、B、C、D、E、F、G分屬三個(gè)短周期，它們的原子序數(shù)依次增大，所以A是H元素．E的原子半徑是短周期元素中（0族元素除外）最大的，所以是Na元素．D、F同主族，它們形成的常見(jiàn)化合物有FD₂和FD₃，所以F是S元素，D是O元素，G的原子序數(shù)大于F，且是主族元素，所以G是Cl元素；B、C、D三種原子最外層電子數(shù)之和為15，D是O元素，所以B和C的最外層電子數(shù)之和是9，C的原子序數(shù)小于O元素，所以B和C分別是C和N元素．
（1）根據(jù)N元素的電子層數(shù)以及最外層電子數(shù)判斷其在周期表中的位置．
（2）電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，離子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減�。�
（3）非金屬的非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)含氧酸的酸性越強(qiáng)；非金屬氣態(tài)氫化物還原性最強(qiáng)的是硫化氫．
（4）碳和濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫和水；過(guò)氧化鈉和二氧化硫能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鈉．
（5）根據(jù)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫規(guī)則寫出其相應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式．
（6）氫氧燃料堿性電池中，負(fù)極上燃料失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水；根據(jù)溶液中氫氧根離子的濃度變化判斷溶液的PH變化．

解答：解：七種主族元素A、B、C、D、E、F、G分屬三個(gè)短周期，它們的原子序數(shù)依次增大，所以A是H元素．E的原子半徑是短周期元素中（0族元素除外）最大的，所以是Na元素．D、F同主族，它們形成的常見(jiàn)化合物有FD₂和FD₃，所以F是S元素，D是O元素，G的原子序數(shù)大于F，且是主族元素，所以G是Cl元素；B、C、D三種原子最外層電子數(shù)之和為15，D是O元素，所以B和C的最外層電子數(shù)之和是9，C的原子序數(shù)小于O元素，所以B和C分別是C和N元素．
（1）N原子有3個(gè)電子層，最外層有5個(gè)電子，所以其在周期表中的位置是第二周期第ⅤA族．
故答案為：第二周期第ⅤA族．
（2）電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，離子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減小，氮離子、氧離子和鈉離子的電子層結(jié)構(gòu)相同，且其原子序數(shù)依次增大，所以N^3-、O^2-、Na⁺離子半徑依次減�。�
故答案為：N^3-、O^2-、Na⁺．
（3）非金屬的非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)含氧酸的酸性越強(qiáng)，非金屬性最強(qiáng)的元素是氯元素，所以其最高價(jià)含氧酸酸性最強(qiáng)的是HClO₄；非金屬的氫化物還原性最強(qiáng)的是H₂S．
故答案為：HClO₄；H₂S．
（4）碳和濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫和水C+2H₂SO₄（濃）

△   .

2H₂O+2SO₂+CO₂；過(guò)氧化鈉有強(qiáng)氧化性，二氧化硫有還原性，過(guò)氧化鈉和二氧化硫能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鈉 Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄ ．
故答案為：C+2H₂SO₄（濃）

△   .

2H₂O+2SO₂+CO₂； Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄．
（5）C₂H₂的燃燒熱為akJ?mol^-1，C₂H₂燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C₂H₂（g）+

5

2

O₂（g）=2CO₂（g）+H₂O （l）△H=-aKJ/mol．
故答案為：C₂H₂（g）+

5

2

O₂（g）=2CO₂（g）+H₂O （l）△H=-aKJ/mol．
（6）氫氧燃料堿性電池中，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，負(fù)極上燃料失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水電極反應(yīng)式為H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；反應(yīng)過(guò)程中生成水，導(dǎo)致堿的濃度降低，所以溶液的PH值減�。�
故答案為：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；減�。�

點(diǎn)評(píng)：本題以元素的推斷為載體考查了元素化合物的性質(zhì)，難度不大，能正確推斷元素是 解本題的關(guān)鍵，注意過(guò)氧化鈉和二氧化硫生成硫酸鈉不是亞硫酸鈉，電極反應(yīng)式的書寫要結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性，如果燃料和氧化劑相同，電解質(zhì)溶液不同，電極反應(yīng)式也不同．