Question

2．已知A、B、C、D是1～18號(hào)元素中的四種，0.5molA元素的離子得到6.02×10²³個(gè)電子被還原為中性原子，0.4gA的氧化物恰好與100mL0.2mol/L的鹽酸完全反應(yīng)，A原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)相等．B元素的單質(zhì)既能與強(qiáng)酸稀溶液反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)．C得到一個(gè)電子后與氬的電子層結(jié)構(gòu)相同，其最高價(jià)氧化物的水化物為自然界中最強(qiáng)的酸．D元素是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素，其最外層電子數(shù)是最內(nèi)層電子數(shù)的2倍．
（1）寫出B和C兩種元素的離子結(jié)構(gòu)示意圖、．
（2）A的單質(zhì)可在D的最高價(jià)氧化物中燃燒，試寫出其化學(xué)方程式2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C．
（3）C的最高價(jià)氧化物的化學(xué)式為Cl₂O₇；元素A、B、C的單原子離子半徑由大到小為Cl^-＞Mg²⁺＞Al³⁺（用微粒符號(hào)）．
（4）向10mL濃度為1mol/L的B、C兩元素形成的化合物的水溶液里逐滴滴入35mL濃度為1mol/L的苛性鈉溶液，現(xiàn)象是先生成白色沉淀，后白色沉淀部分溶解，將生成物過濾、洗滌、干燥灼燒，可得白色固體質(zhì)量為0.255g．

Answer 1

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(yáng)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）=$\frac{0.4g}{0.01mol}$=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元素的單質(zhì)既能與強(qiáng)酸稀溶液反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)，則B為Al；C得到一個(gè)電子后與氬的電子層結(jié)構(gòu)相同，C原子核外電子數(shù)=18-1=17，故C為Cl元素；D元素是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素，其最外層電子數(shù)是最內(nèi)層電子數(shù)的2倍，則D為C元素，據(jù)此解答．

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(yáng)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）=$\frac{0.4g}{0.01mol}$=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元素的單質(zhì)既能與強(qiáng)酸稀溶液反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)，則B為Al；C得到一個(gè)電子后與氬的電子層結(jié)構(gòu)相同，C原子核外電子數(shù)=18-1=17，故C為Cl元素；D元素是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素，其最外層電子數(shù)是最內(nèi)層電子數(shù)的2倍，則D為C元素．
（1）B和C兩種元素的離子分別為Al³⁺、Cl^-，離子結(jié)構(gòu)示意圖分別為：、，
故答案為：、；
（2）Mg在二氧化碳中燃燒生成MgO與C，其化學(xué)方程式為：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C，
故答案為：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C；
（3）C為Cl元素，最高價(jià)氧化物的化學(xué)式為Cl₂O₇；電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，電子層越多離子半徑越大，故離子半徑由大到小為Cl^-＞Mg²⁺＞Al³⁺，
故答案為：Cl₂O₇；Cl^-＞Mg²⁺＞Al³⁺；
（4）10mL濃度為1mol/L AlCl₃水溶液中n（AlCl₃）=0.01L×1mol/l=0.01mol，35mL濃度為1mol/L的苛性鈉溶液中n（NaOH）=0.035L×1mol/l=0.035mol，將NaOH溶液滴入氯化鋁溶液中，首先發(fā)生反應(yīng)：AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃↓+3NaCl，生成氫氧化鋁沉淀0.01mol，消耗NaOH0.03mol，剩余NaOH為0.035mol-0.03mol=0.005mol，然后發(fā)生反應(yīng)：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，0.005molNaOH完全反應(yīng)消耗0.005mol氫氧化鋁，沉淀沒有完全溶液，故整個(gè)過程現(xiàn)象為：先生成白色沉淀，后白色沉淀部分溶解，
得到氫氧化鋁為0.01mol-0.005mol=0.005mol，灼燒生成氧化鋁，由Al元素守恒可知，氧化鋁的質(zhì)量為0.005mol×$\frac{1}{2}$×102g/mol=0.255g，
故答案為：先生成白色沉淀，后白色沉淀部分溶解；0.255g．

點(diǎn)評(píng) 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用，推斷元素是解題關(guān)鍵，需要學(xué)生熟練掌握元素化合物知識(shí)，（4）中注意根據(jù)計(jì)算判斷．