Question

【題目】短周期主族元素A、B、C、D、E原子序數依次增大。A、E同主族，E原子最外層上的電子數是D原子最外層電子數的4倍，D離子與C2-具有相同核外電子排布。

試回答下列問題：

(1)元素E在元素周期表中的位置是______。

(2)A和E最高價氧化物對應的水化物，酸性較弱的為_____。若用圖中裝置驗證這兩種酸的酸性強弱，則在儀器P中加入的試劑為_____，Q中觀察到的實驗現象是_____。

(3)由以上五種元素組成的物質，其組成和結構信息如下表：

物質	組成和結構信息
a	含有A、C、D的鹽
b	C、D組成的化合物，且原子數之比為1∶1
c	化學組成為AC2

①a含有的化學鍵有_____。

②b與c反應的化學方程式為_____。

Answer 1

【答案】第三周期第ⅣA族 H2SiO3 飽和碳酸氫鈉溶液 出現白色膠狀沉淀 離子鍵，共價鍵(極性共價鍵) 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

【解析】

A、B、C、D、E為原子序數依次增大的短周期主族元素，E原子最外層上的電子數是D原子最外層電子數的4倍，則D處于IA族，E處于ⅣA族；D離子與C2-具有相同核外電子排布，則C是O元素，D是Na元素，E是Si元素；A、E同主族，說明E與A最外層電子數相同，則A是C元素，由于原子序數A＜B＜C，A是C元素，C是O元素可知B為N元素；(3)中由以上五種元素組成的中學常見物質，a是含有C、O、Na的鹽，則a為Na2CO3；b是O、Na組成的化合物，且原子數之比為1：1，則b為Na2O2，c的化學組成為AC2，則c為CO2，據此解答。

根據上述分析可知：A是C，B是N，C是O，D是Na，E是Si元素，化合物a為Na2CO3，b為Na2O2，c為CO2。

(1)元素E為Si，原子核外電子排布為2、8、4，根據元素位置與原子結構關系可知Si元素在元素周期表中的位置是位于第三周期ⅣA族；

(2)元素A是C，E是Si，二者是同一主族的元素，原子序數越大，元素的非金屬性越弱，其最高價含氧酸的酸性就越弱，元素非金屬性C＞Si，所以酸性：H2CO3＞H2SiO3，即酸性較弱的是H2SiO3。若驗證這兩種酸的酸性強弱，根據強酸制弱酸的原理，則在裝置中加入的試劑分別為：M為HCl，N為CaCO3，在N中發生反應制取CO2氣體，反應方程式為：2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑，由于鹽酸具有揮發性，使制取得到的CO2氣體中含有雜質HCl，可通過裝置P中的NaHCO3飽和溶液除去雜質HCl，發生反應：HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑，然后將氣體通入盛有Na2SiO3溶液的裝置Q中，若CO2少量，發生反應：Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3；若CO2過量，則發生反應：Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3，因此在裝置Q中看到的實驗現象是產生白色膠狀沉淀；

(3)由上述分析可知a為Na2CO3；b為Na2O2；c為CO2。

①a為Na2CO3，該物質是鹽，屬于離子化合物，Na+與CO32-之間通過離子鍵結合，在陰離子CO32-中C、O兩種元素的原子間通過極性共價鍵結合，因此Na2CO3中含有的化學鍵為離子鍵、共價鍵；

②b為Na2O2，c為CO2，二者反應產生Na2CO3和O2，根據電子守恒、原子守恒，可得b與c反應的化學方程式為：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。