Question

5．A、B、C、D、E、F、G、H八種元素分布在三個(gè)不同的短周期，它們的原子序數(shù)依次增大，其中B、C、D為同一周期，A與E，B與G，D與H分別為同一主族，C、D、F三種元素的原子序數(shù)之和為28，F(xiàn)的質(zhì)子數(shù)比D多5個(gè)，D的最外層電子數(shù)是F的2倍，C和D的最外層電子數(shù)之和為11．請(qǐng)回答下列問題：
（1）以上八種元素中非金屬所形成的最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性最弱的是（填化學(xué)式）SiH₄；E、F、H所形成的簡(jiǎn)單離子的半徑由小到大的順序?yàn)椋ㄓ秒x子符號(hào)表示）Al³⁺＜Na⁺＜S^2-．
（2）一定條件下，A的單質(zhì)氣體與C的單質(zhì)氣體充分反應(yīng)生成 W氣體，W的電子式；由A、D兩元素可以組成X、Y兩種化合物，X在一定條件下可以分解成Y，X中所含化學(xué)鍵類型極性鍵、非極性鍵；（填寫“極性共價(jià)鍵”、“非極性共價(jià)鍵”、“離子鍵”）向X中加入酸性KMnO₄溶液，寫出二者恰好反應(yīng)的離子方程式5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=5O₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；
（3）G是非金屬元素，其單質(zhì)在電子工業(yè)中有重要應(yīng)用，G的最高價(jià)氧化物1.2g與0.48g B單質(zhì)在高溫下發(fā)生置換反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.08N_A．
（4）A的單質(zhì)與D的單質(zhì)在KOH的濃溶液中可以形成原電池，如果以鉑為電極，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G、H八種元素分布在三個(gè)不同的短周期，它們的原子序數(shù)依次增大，則A為氫元素；A與E同一主族，E原子序數(shù)比A至少大4，可推知E為Na；B、C、D為同一周期，應(yīng)處于第二周期，E、F、G、H都處于第三周期，令F的最外層電子數(shù)為x，其質(zhì)子數(shù)為10+x，則D原子最外層電子數(shù)為2x，質(zhì)子數(shù)為2+2x，由于F的質(zhì)子數(shù)比D多5，則有：10+x-（2-2x）=5，解得x=3，故F為Al、D為O，C、D、F三種元素的原子序數(shù)之和為28，則C的原子序數(shù)=28-8-13=7，故C為N；D與H分別為同主族，則H為S；B與G同主族，結(jié)合原子序數(shù)可知，處于ⅣA族，故B為C、G為Si，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G、H八種元素分布在三個(gè)不同的短周期，它們的原子序數(shù)依次增大，則A為氫元素；A與E同一主族，E原子序數(shù)比A至少大4，可推知E為Na；B、C、D為同一周期，應(yīng)處于第二周期，E、F、G、H都處于第三周期，令F的最外層電子數(shù)為x，其質(zhì)子數(shù)為10+x，則D原子最外層電子數(shù)為2x，質(zhì)子數(shù)為2+2x，由于F的質(zhì)子數(shù)比D多5，則有：10+x-（2-2x）=5，解得x=3，故F為Al、D為O，C、D、F三種元素的原子序數(shù)之和為28，則C的原子序數(shù)=28-8-13=7，故C為N；D與H分別為同主族，則H為S；B與G同主族，結(jié)合原子序數(shù)可知，處于ⅣA族，故B為C、G為Si，
（1）以上八種元素中的非金屬中Si的非金屬性最弱，其形成的最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物SiH₄穩(wěn)定性最弱，
電子層結(jié)構(gòu)相同核電荷數(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S^2-＞Na⁺＞Al³⁺，故答案為：SiH₄；Al³⁺＜Na⁺＜S^2-；
（2）一定條件下，氫氣與氮?dú)獬浞址磻?yīng)可生成氣體W為NH₃，其結(jié)構(gòu)式為；
由H、O兩元素可以組成X、Y兩種化合物，X在一定條件下可以分解生成Y，則X為H₂O₂、Y為H₂O，H₂O₂分子中O原子之間形成1對(duì)共用電子對(duì)，H原子與O原子之間形成1對(duì)共用電子對(duì)，其電子式：，存在氧氧非極性鍵和氫氧極性鍵，過氧化氫與高錳酸根離子反應(yīng)生成氧氣和錳離子，反應(yīng)的離子方程式為：
 5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=5O₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，故答案為：，極性鍵、非極性鍵； 5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=5O₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；
（3）二氧化硅與碳在高溫下反應(yīng)生成CO與Si，化學(xué)反應(yīng)方程式為SiO₂+2C $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO↑+Si，二氧化硅中Si由+4價(jià)變?yōu)?價(jià)，1mol二氧化硅反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4mol，1.2g二氧化硅的物質(zhì)的量為：$\frac{1.2g}{60g/mol}$=0.02mol，0.48g C單質(zhì)的物質(zhì)的量為$\frac{0.48g}{12g/mol}$=0.04mol，故兩者恰好完全反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.02mol×4=0.08mol，故答案為：0.08N_A；
（4）氫氣與氧氣可以構(gòu)成燃料電池，氫氣在負(fù)極失去電子，結(jié)合氫氧根生成水，電極反應(yīng)方程式為H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，故答案為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系綜合應(yīng)用，涉及元素周期律、比較離子半徑、電子式、氧化還原反應(yīng)、電極反應(yīng)方程式的書寫等，難度中等，推斷元素是解題的關(guān)鍵．