Question

X、Y、Z、W是元素周期表中原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素，其相關(guān)信息如下表：

元素	相關(guān)信息
X	X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物化學(xué)式為H2XO3
Y	Y是地殼中含量最高的元素
Z	Z的基態(tài)原子最外層電子排布式為3s23p1
W	W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為28，中子數(shù)為14

 

（1）W位于元素周期表第         周期第         族；W的原子半徑比X的

                      （填“大”或“小”）。

（2）Z的第一電離能比W的         （填“大”或“小”）； XY₂由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)所需克服的微粒間作用力是         ；氫元素、X、Y的原子可共同形成多種分子，寫(xiě)出其中一種能形成同種分子間氫鍵的物質(zhì)名稱(chēng)         。

（3）振蕩下，向Z單質(zhì)與鹽酸反應(yīng)后的無(wú)色溶液中滴加NaOH溶液直至過(guò)量，能觀察到的現(xiàn)象是                      ；W的單質(zhì)與氫氟酸反應(yīng)生成兩種無(wú)色氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是                      。

（4）在25°、101kpa下，已知13.5g的Z固體單質(zhì)在Y₂氣體中完全燃燒后恢復(fù)至原狀態(tài)，放熱419kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是                        。

（5）工業(yè)上冶煉Z時(shí)用到的催化劑是冰晶石，制取冰晶石(Na₃AlF₆)的化學(xué)方程式如下：        2Al(OH)₃+ 12HF+ 3 A = 2Na₃AlF₆+ 3CO₂↑+ 9H₂O

根據(jù)題意完成下列填空：

①反應(yīng)物A的化學(xué)式為         ，屬于         晶體

②冰晶石（Na₃AlF₆）是離子化合物，由兩種微粒構(gòu)成，冰晶石晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，位于大立方體頂點(diǎn)和面心，位于大立方體的12條棱的中點(diǎn)和8個(gè)小立方體的體心，那么大立方體的體心處▽所代表的微粒是           （填具體的微粒符號(hào)）

 

 

Answer 1

【答案】

（1）三    ⅣA     大   （2）小   分子間作用力     甲醛

（3）先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解   Si+4HF＝SiF₄↑+2H₂↑

（4）2Al(s)+3O₂(g)＝Al₂O₃(s)；△H＝－1676kJ/mol   （5）①Na₂CO₃     離子晶體   ②AlF₆^－

【解析】

試題分析：Y是地殼中含量最高的元素，則Y是氧元素。X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物化學(xué)式為H₂XO₃，這說(shuō)明X是第ⅣA族元素。由于X的原子序數(shù)小于Y的，則X是碳元素。Z的基態(tài)原子最外層電子排布式為3s²3p¹，所以Z是鋁元素。W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為28，中子數(shù)為14，則質(zhì)子數(shù)＝28－14＝14，所以W是硅元素。

（1）硅的原子序數(shù)是14，W位于元素周期表第三周期第ⅣA族；同主族自上而下原子半徑逐漸增大，則W的原子半徑比X的大。

（2）非金屬性越強(qiáng)，第一電離能越大，鋁是金屬，所以Z的第一電離能比W的小；CO₂形成的晶體是分子晶體，所以CO₂由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)所需克服的微粒間作用力是分子間作用力；氫元素、X、Y的原子可共同形成多種分子，其中一種能形成同種分子間氫鍵的物質(zhì)名稱(chēng)甲醛。

（3）由于氫氧化鋁是兩性氫氧化物，所以振蕩下，向Z單質(zhì)與鹽酸反應(yīng)后的無(wú)色溶液中滴加NaOH溶液直至過(guò)量，能觀察到的現(xiàn)象是先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解；硅單質(zhì)與氫氟酸反應(yīng)生成兩種無(wú)色氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式是Si+4HF＝SiF₄↑+2H₂↑。

（4）13.5g鋁的物質(zhì)的量是13.5g÷27g/mol＝0.5mol，則2mol鋁反應(yīng)放出的熱量是419kJ×4＝1676kJ。因此在25°、101kpa下，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是2Al(s)+3O₂(g)＝Al₂O₃(s)；△H＝－1676kJ/mol。

（5）①根據(jù)反應(yīng)的方程式并依據(jù)原子守恒可知，A應(yīng)該是碳酸鈉。碳酸鈉是離子化合物，屬于離子晶體。

②根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知，晶胞中含有的個(gè)數(shù)是個(gè)，含有的個(gè)數(shù)是。根據(jù)化學(xué)式知，Na⁺和AlF₆^－ 的個(gè)數(shù)比是3：1，則白色球和黑色球之比接近3：1，要使其為3：1，則▽所代表的應(yīng)該是AlF₆^－。

考點(diǎn)：考查元素周期表的結(jié)構(gòu)、第一電離能、氫鍵、氫氧化鋁后單質(zhì)硅的性質(zhì)、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)以及晶體類(lèi)型的有關(guān)計(jì)算和判斷

點(diǎn)評(píng)：該題是高考中的常見(jiàn)題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強(qiáng)，側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練，旨在考查學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)試能力和邏輯推理能力。該題以“周期表中元素的推斷”為載體，比較全面考查學(xué)生有關(guān)元素推斷知識(shí)和靈活運(yùn)用知識(shí)的能力。考查學(xué)生對(duì)元素周期表的熟悉程度及其對(duì)表中各元素性質(zhì)和相應(yīng)原子結(jié)構(gòu)的周期性遞變規(guī)律的認(rèn)識(shí)和掌握程度。考查了學(xué)生對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系以及運(yùn)用元素周期律解決具體化學(xué)問(wèn)題的能力。