Question

12．C、N、O、Al、Si、Cu是常見的六種元素．
（1）Si位于元素周期表第三周期第IVA族；
（2）N的基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p³；Cu的基態(tài)原子最外層有1個電子；
（3）用“＞”或“＜”填空：

原子半徑	電負(fù)性	熔點	沸點
Al＞Si	N＜O	金剛石＞晶體硅	CH4＜SiH4

（4）常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO₃中組成原電池（圖1），測得原電池的電流強(qiáng)度（I）隨時間（t）的變化如圖2所示，反應(yīng)過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生．
0～t₁時，原電池的負(fù)極是Al片，此時，正極的電極反應(yīng)式是2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O，溶液中的H⁺向正極移動．t₁時，原電池中電子流動方向發(fā)生改變，其原因是Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化，氧化膜阻止了Al的進(jìn)一步反應(yīng)．

Answer 1

分析 （1）Si原子序數(shù)為14，有3個電子層，最外層電子數(shù)為4；
（2）N的原子序數(shù)為7，共排布3個能層；Cu為29號元素，和核外電子排布式為：[Ar]3d¹⁰4s¹，據(jù)此解答即可；
（3）同一周期，原子序數(shù)越小，半徑越大；元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越大；晶體類型相同的，原子半徑越小，熔點越高；分子組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，沸點越高，據(jù)此解答即可；
（4）依據(jù)題意，0～t₁時，原電池的負(fù)極是Al片，且有紅棕色氣體產(chǎn)生，說明溶液中的硝酸根在正極放電，據(jù)此解答即可；電流發(fā)生改變，即原電池的正負(fù)極發(fā)生改變，據(jù)此分析原因即可．

解答 解：（1）Si原子序數(shù)為14，有3個電子層，最外層電子數(shù)為4，故Si處于第三周期第IVA族，故答案為：三；IVA；
（2）N的原子序數(shù)為7，共排布3個能層，其核外電子排布式為：1s²2s²2p³，Cu元素為29號元素，原子核外有29個電子，所以核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，故其最外層電子數(shù)為1，故答案為：1s²2s²2p³；1；
（3）同一周期，原子序數(shù)越小，半徑越大，由于原子序數(shù)Al＜Si，故半徑Al＞Si；元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越大，由于非金屬性O(shè)＞N，故電負(fù)性N＜O；晶體類型相同的，原子半徑越小，熔點越高，由于C的原子半徑小于Si的原子半徑，故熔點：金剛石＞晶體硅；分子組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，沸點越高，由于SiH₄相對分子質(zhì)量大于CH₄，故沸點CH₄＜SiH₄，故答案為：＞；＜；＞；＜；
（4）0～t₁時，原電池的負(fù)極是Al片，溶液中產(chǎn)生紅棕色氣體是二氧化氮，故正極反應(yīng)方程式為：2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O，此時溶液中的氫離子移向正極，一段時間后，由于Al與濃硝酸發(fā)生鈍化，導(dǎo)致原電池中Al作正極，Cu作負(fù)極，故答案為：2H⁺+e^-+NO₃^-=NO₂↑+H₂O；正；Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化，氧化膜阻止了Al的進(jìn)一步反應(yīng)．

點評 本題主要考查的元素位構(gòu)性的關(guān)系、原電池工作原理，涉及電負(fù)性大小比較、原子半徑大小比較等，難度不大，注意整理．