Question

9．現(xiàn)有A、B、C、D、E、F、G七種元素，其中A、B、C、D、E、F為短周期元素且原子序數(shù)依次增大：A的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為零；B的最高價(jià)氧化物與C的氫化物在水中反應(yīng)得到的生成物X既可與酸反應(yīng)又可與堿反應(yīng)；常溫下D₂是氣體，標(biāo)況時(shí)D₂氣體的密度約是1.43g/L；E原子半徑在同周期中除稀有氣體外最大，F(xiàn)原子M層上的電子比K層多5個(gè)．金屬G的合金在生活中用量最大，用途最廣．
（1）G在元素周期表中的位置是第四周期第VIII族，畫出F的離子結(jié)構(gòu)示意圖；
（2）D、E、F離子半徑由大到小順序?yàn)椋篊l^-＞O^2-＞Na⁺（用離子符號(hào)表示）；
（3）A與D可形成原子個(gè)數(shù)比為1：l的化合物，用電子式表示該化合物的形成過(guò)程：；
（4）D與E形成某離子化合物H具有漂白性，寫出H的電子式，該化合物和B與D形成的某化合物反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，lmolH發(fā)生該反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6.02×10²³或N_A；
（5）若X為正鹽，X中含有的化學(xué)鍵類型為離子鍵和共價(jià)鍵；
（6）B和F兩種元素相比較，原子得電子能力較強(qiáng)的為氯（填元素名稱），以下三種說(shuō)法中，可以驗(yàn)證B和F得電子能力強(qiáng)弱的是bc（填寫編號(hào)）；
a．比較這兩種元素的常見(jiàn)單質(zhì)的沸點(diǎn)
b．二者形成的化合物中，F(xiàn)元素的原子顯負(fù)價(jià)
c．比較這兩種元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性
（7）金屬元素G可與F形成化合物GF₃．將G的單質(zhì)與石墨用導(dǎo)線相連浸入GF₃溶液中形成一個(gè)原電池．該原電池工作時(shí)，石墨一極發(fā)生的反應(yīng)可以表示為2Fe³⁺+2e^-═2Fe²⁺，當(dāng)有l(wèi).2mole^-轉(zhuǎn)移時(shí)單質(zhì)G質(zhì)量變化為33.6g；
（8）用A元素的單質(zhì)與D元素的常見(jiàn)單質(zhì)可以制成電池，電池中裝有KOH濃溶液，用多孔的惰性電極甲和乙浸入KOH溶液，在甲極通入A的單質(zhì)，乙極通入D的單質(zhì)，則甲極的電極反應(yīng)式為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G七種元素，其中A、B、C、D、E、F為短周期元素且原子序數(shù)依次增大：A的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為零，則A為H元素為第IVA族元素；常溫下D₂是氣體，標(biāo)況時(shí)D₂氣體的密度約是1.43g/L，其摩爾質(zhì)量=1.43g/L×22.4L/mol=32g/mol，為O元素；
B的最高價(jià)氧化物與C的氫化物在水中反應(yīng)得到的生成物X既可與酸反應(yīng)又可與堿反應(yīng)，B、C原子序數(shù)小于氧元素，則B的最高價(jià)氧化物是二氧化碳、C的氫化物是氨氣，二者反應(yīng)生成碳酸銨或碳酸氫銨，X為正鹽則X是碳酸銨，所以B是C、C是N元素，則A是H元素；
F原子M層上的電子比K層多5個(gè)，且為短周期元素，則F是Cl元素；E原子序數(shù)小于F，
E原子半徑在同周期中除稀有氣體外最大，則E是Na元素；
金屬G的合金在生活中用量最大，用途最廣，則G是Fe元素，再結(jié)合題目分析解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G七種元素，其中A、B、C、D、E、F為短周期元素且原子序數(shù)依次增大：A的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為零，則A為H元素為第IVA族元素；常溫下D₂是氣體，標(biāo)況時(shí)D₂氣體的密度約是1.43g/L，其摩爾質(zhì)量=1.43g/L×22.4L/mol=32g/mol，為O元素；
B的最高價(jià)氧化物與C的氫化物在水中反應(yīng)得到的生成物X既可與酸反應(yīng)又可與堿反應(yīng)，B、C原子序數(shù)小于氧元素，則B的最高價(jià)氧化物是二氧化碳、C的氫化物是氨氣，二者反應(yīng)生成碳酸銨或碳酸氫銨，X為正鹽，則X是碳酸銨，所以B是C、C是N元素，則A是H元素；
F原子M層上的電子比K層多5個(gè)，且為短周期元素，則F是Cl元素；E原子序數(shù)小于F，
E原子半徑在同周期中除稀有氣體外最大，則E是Na元素；
金屬G的合金在生活中用量最大，用途最廣，則G是Fe元素，
（1）G是Fe元素，在元素周期表中的位置是第四周期第VIII族，F(xiàn)離子為氯離子，氯離子核外有3個(gè)電子層、最外層電子數(shù)是8，則Cl元素的離子結(jié)構(gòu)示意圖，
故答案為：第四周期第VIII族；；
（2）D、E、F分別是氧離子、鈉離子和氯離子，離子電子層數(shù)越多其離子半徑越大，電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，離子半徑隨著原子序數(shù)增大而減小，氯離子有3個(gè)電子層，而鈉離子和氧離子有2個(gè)電子層，則D、E、F離子半徑由大到小順序?yàn)椋篊l^-＞O^2-＞Na⁺，
故答案為：Cl^-；O^2-；Na⁺；
（3）H與O可形成原子個(gè)數(shù)比為1：l的化合物過(guò)氧化氫，H、O原子通過(guò)共用電子對(duì)形成過(guò)氧化氫，用電子式表示該化合物的形成過(guò)程：，
故答案為：；
（4）O與Na形成某離子化合物H具有漂白性，H為過(guò)氧化鈉，過(guò)氧化鈉中含有離子鍵和共價(jià)鍵，則H的電子式，該化合物和B與D形成的某化合物二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，該反應(yīng)化學(xué)方程式為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，過(guò)氧化鈉和二氧化碳的反應(yīng)中有一半的過(guò)氧化鈉作氧化劑，另一半作還原劑，1mol過(guò)氧化鈉反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子1mol，則lmolH發(fā)生該反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6.02×10²³ 或 N_A，
故答案為：；2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；6.02×10²³ 或 N_A；
（5）若X為正鹽，為碳酸銨，碳酸銨中含有離子鍵和共價(jià)鍵，故答案為：離子鍵和共價(jià)鍵；
（6）N和Cl兩種元素相比較，原子得電子能力較強(qiáng)的為氯，
a．這兩種元素的單質(zhì)都是分子晶體，單質(zhì)的熔沸點(diǎn)與分子間作用力有關(guān)，與得電子難易程度無(wú)關(guān)，所以不能比較得電子能力強(qiáng)弱，故錯(cuò)誤；
b．二者形成的化合物中，F(xiàn)元素的原子顯負(fù)價(jià)，說(shuō)明F元素得電子能力大于B，故正確；
c．比較這兩種元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性，元素的非金屬性越強(qiáng)，其氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，所以可以其得電子能力強(qiáng)弱，故正確；
故答案為：氯；bc；
（7）金屬元素Fe可與Cl形成化合物FeCl₃，將Fe與石墨用導(dǎo)線相連浸入FeCl₃溶液中形成一個(gè)原電池，該原電池工作時(shí)，F(xiàn)e作負(fù)極、石墨作正極，負(fù)極上Fe失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上鐵離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則石墨一極發(fā)生的反應(yīng)可以表示為2Fe³⁺+2e^-═2Fe²⁺，根據(jù)離子方程式2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺知，當(dāng)Fe溶解56gFe時(shí)轉(zhuǎn)移2mol電子，則當(dāng)有l(wèi).2mole^-轉(zhuǎn)移時(shí)單質(zhì)G質(zhì)量變化=$\frac{1.2mol}{2mol}×56g/mol$=33.6g，
故答案為：2Fe³⁺+2e^-═2Fe²⁺；33.6；
（8）氫氧燃料堿性電池中，通入氫氣的電極是負(fù)極、通入氧氣的電極是正極，則甲為負(fù)極、乙為正極，負(fù)極反應(yīng)式為H₂-2e^-+2OH^-=2 H₂O，
故答案為：H₂-2e^-+2OH^-=2 H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)相互關(guān)系及運(yùn)用，為高頻考點(diǎn)，涉及原電池原理、氧化還原反應(yīng)計(jì)算、元素周期律、化學(xué)用語(yǔ)等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生推斷、知識(shí)綜合運(yùn)用能力，明確化學(xué)反應(yīng)原理、元素化合物性質(zhì)、元素周期律內(nèi)涵是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，題目難度不大．