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、B、C、D四種元素的名稱分別是

 

、

 

、

 

、

 

；
（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的最簡單氣態(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

 

，該反應(yīng)屬于

 

反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）；
（6）寫出工業(yè)上用石英晶體與D的一種單質(zhì)生產(chǎn)半導(dǎo)體材料的化學(xué)反應(yīng)方程式：

 

（7）將D的單質(zhì)在足量的氧氣中完全燃燒，所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)式為

 

．

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離子為帶兩個(gè)單位正電荷的陽離子，0.4g A的氧化物恰好與100ml 0.2mol/L的鹽酸完全反應(yīng)，由AO+2HCl═ACl₂+H₂O，M（AO）=

0.4g

0.01mol

=40g/mol，所以A的摩爾質(zhì)量為40g/mol-16g/mol=24g/mol，又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，并利用元素及其單質(zhì)、化合物的性質(zhì)來解答．

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離子為帶兩個(gè)單位正電荷的陽離子，0.4g A的氧化物恰好與100ml 0.2mol/L的鹽酸完全反應(yīng)，由AO+2HCl═ACl₂+H₂O，M（AO）=

0.4g

0.01mol

=40g/mol，所以A的摩爾質(zhì)量為40g/mol-16g/mol=24g/mol，又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，B為鋁，C為氯，D為碳，故答案為：鎂；鋁；氯；碳；  
（2）Cl的質(zhì)子數(shù)為17，其離子結(jié)構(gòu)示意圖為，碳元素位于元素周期表中第二周期第ⅣA族，故答案為：；第二周期第ⅣA族；
（3）D的氣態(tài)氫化物為甲烷，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，電解反應(yīng)為MgCl₂（熔融）

電解  .

Mg+Cl₂↑，故答案為：MgCl₂（熔融）

電解  .

Mg+Cl₂↑；
（5）工業(yè)上利用鋁熱反應(yīng)來冶煉難熔的金屬，Al與氧化鐵的反應(yīng)為Fe₂O₃+2Al

高溫  .

Al₂O₃+3Fe，該反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，
故答案為：Fe₂O₃+2Al

高溫  .

Al₂O₃+3Fe；放熱；       
（6）工業(yè)上用石英晶體與碳的一種單質(zhì)生產(chǎn)半導(dǎo)體材料Si，化學(xué)反應(yīng)方程式：SiO₂+2C

高溫  .

Si+2CO↑，
故答案為：SiO₂+2C

高溫  .

Si+2CO↑；
（7）將碳的單質(zhì)在足量的氧氣中完全燃燒生成CO₂，分子中C原子與O原子之間形成2對共用電子對，其結(jié)構(gòu)式為O=C=O，故答案為：O=C=O．

點(diǎn)評：本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系及其應(yīng)用，綜合性較強(qiáng)，熟練掌握化學(xué)用語及金屬的冶煉，計(jì)算推斷元素是難點(diǎn)，難度中等．