Question

【題目】隨原子序數的遞增，八種短周期元素（用英文小寫字母表示）原子半徑的相對大小、最高正價或最低負價的變化如下圖所示。

根據判斷出的元素回答問題：

（1）f在元素周期表的位置是_________________。

（2）比較d、e簡單離子的半徑大小（用化學式表示，下同）_____________；比較g、h的最高價氧化物對應的水化物的酸性強弱是______________。

（3）任選上述元素組成一種四原子共價化合物，寫出其電子式________________。

（4）已知1mol e的單質在足量d2中燃燒，恢復至室溫，放出255.5kJ熱量，寫出該反應的熱化學方程式：____________________________________________。

（5）由元素f、h形成的物質X與由元素x、z形成的化合物Y可發生以下反應：

①寫出X溶液與Y溶液反應的離子方程式____________________________________；

②寫出工業上制備f的單質的化學方程式____________________________________。

Answer 1

【答案】第三周期第ⅢA族O2-＞Na+HClO4＞H2SO4（或，答案合理即可）2Na(s)+O2(g)＝Na2O2(s) △H=－511kJ·mol-1Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4+ （或Al3＋＋3NH3＋3H2O=Al(OH)3↓＋3NH4+）2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑

【解析】

根據八種元素的最高正價或最低負價分析，x、y、z、d、e、f、g、h依次處于第IA族、第IVA族、第VA族、第VIA族、第IA族、第IIIA族、第VIA族、第VIIA族，結合原子序數和原子半徑的圖像，x、y、z、d、e、f、g、h依次為H、C、N、O、Na、Al、S、Cl元素。根據元素周期表、元素周期律和相關化學用語作答。

根據八種元素的最高正價或最低負價分析，x、y、z、d、e、f、g、h依次處于第IA族、第IVA族、第VA族、第VIA族、第IA族、第IIIA族、第VIA族、第VIIA族，結合原子序數和原子半徑的圖像，x、y、z、d、e、f、g、h依次為H、C、N、O、Na、Al、S、Cl元素。

（1）f為Al元素，Al在元素周期表的位置是第三周期第IIIA族。

（2）d、e的簡單離子依次為O2-、Na+，O2-、Na+具有相同的電子層結構，核電荷數：O2-<Na+，離子半徑：r（O2-）>r（Na+）。根據“同周期從左到右元素的非金屬性逐漸增強，最高價氧化物對應水化物的酸性逐漸增強”，非金屬性：S<Cl，最高價氧化物對應水化物的酸性：HClO4>H2SO4。

（3）上述元素組成的常見四原子共價化合物有：C2H2、NH3、H2O2等，它們的電子式依次為、、。

（4）Na（s）在O2（g）中燃燒生成Na2O2（s），反應的熱化學方程式為Na（s）+O2（g）=Na2O2（s）ΔH=-255.5kJ/mol（或2Na（s）+O2（g）=Na2O2（s）ΔH=-511kJ/mol）。

（5）由f、h組成的物質X為AlCl3，由x、z形成的化合物Y為NH3；X與Y在水溶液中反應生成M和Z，M是僅含非金屬元素的鹽，M為NH4Cl，Z為Al（OH）3，Al（OH）3受熱分解生成的N為Al2O3，電解熔融Al2O3生成Al和O2。

①X溶液與Y溶液反應的化學方程式為：AlCl3+3NH3+3H2O=Al（OH）3↓+3NH4Cl（或AlCl3+3NH3·H2O=Al（OH）3↓+3NH4Cl），反應的離子方程式為：Al3++3NH3+3H2O=Al（OH）3↓+3NH4+（或Al3++3NH3·H2O=Al（OH）3↓+3NH4+）。

②工業上電解熔融Al2O3制備Al，工業上制備Al的化學方程式為：2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑。