Question

（2013?瀘州一模）如圖為元素周期表的一部分，請參照元素①一⑧在表中的位置，回答下列問題

族	ⅠA							0
周期
1	①	ⅡA	ⅢA	ⅣA	ⅤA	ⅥA	ⅥⅠA
2				②	③	④	⑤
3	⑥		⑦				⑧

（1）元素⑧形成的簡單陰離子的結構示意圖為

；元素④、⑥、⑦形成的簡單離子的半徑由大到小的順序是

O^2-＞Na⁺＞Al³⁺

（用離子符號表示）．
（2）元素③和④可以形成多種化合物，其中化合物甲為這些化合物中相對分子質量最小的．若將化合物甲與元素④的單質按物質的量之比為4：1通入含足量由元素①、④和⑥組成的化合物乙的水溶液中，氣體恰好完全反應且生成的鹽只有一種，其反應的化學方程式為

4NO+O₂+4NaOH=4NaNO₂+2H₂O

．
（3）元素②和④組成的一種化合物與元素④的單質和化合物乙的水溶液在一定條件下可形成燃料電池，寫出該燃料電池負極的電極反應式

CO+4OH^-+2e^-=CO₃^2-+2H₂O

．
（4）由表中元素形成的常見物質X、Y、Z、M、N可發生以下反應：

①X溶液與Y溶液反應的離子方程式為

Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺

．
②N→⑦的單質反應的化學方程式為

2Al₂O₃

電解  .

4Al+3O₂↑

．
③M的水溶液顯酸性，用離子方程式解釋其原因

NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺

．

Answer 1

分析：根據元素所在周期表中的位置可知：①為H元素，②為C元素，③為N元素，④為O元素，⑤為F元素，⑥為Na元素，⑦為Al元素，⑧為Cl元素，
（1）Cl^-離子質子數為17，核外電子數為18，有3個電子層，各層電子數為2、8、8；
④、⑥、⑦形成的簡單離子分別為O^2-、Na⁺、Al³⁺，電子層結構相同，核電荷數越大離子半徑越小；
（2）元素③和④可以形成多種化合物，其中化合物甲為這些化合物中相對分子質量最小的，則甲為NO，由元素①、④和⑥組成的化合物乙，乙為NaOH，NO與O₂按物質的量之比為4：1通入含足量NaOH中，氣體恰好完全反應且生成的鹽只有一種，N元素被氧化，根據電子轉移確定N元素在鹽中的化合價，據此書寫；
（3）元素②和④組成的一種化合物與O₂和NaOH的水溶液在一定條件下可形成燃料電池，則元素②和④組成的化合物為CO，原電池負極發生氧化反應，CO在負極放電，堿性條件下生成CO₃^2-、H₂O；
（4）M是僅含非金屬的鹽所以一定是銨鹽，溶液中NH₄⁺離子水解，破壞水的電離平衡，水溶液顯酸性；
Z→⑦的單質，⑦為Al元素鋁，所以推斷N是氧化鋁，故Z是氫氧化鋁，分析產物結合反應：X+Y+H₂O→Al（OH）₃+NH₄⁺ 可知，該反應為鋁鹽和一水合氨的反應．

解答：解：根據元素所在周期表中的位置可知：①為H元素，②為C元素，③為N元素，④為O元素，⑤為F元素，⑥為Na元素，⑦為Al元素，⑧為Cl元素，
（1）Cl^-離子質子數為17，核外電子數為18，有3個電子層，各層電子數為2、8、8，則氯離子的結構示意圖為，，
④、⑥、⑦形成的簡單離子分別為O^2-、Na⁺、Al³⁺，電子層結構相同，核電荷數越大離子半徑越小，故離子半徑：O^2-＞Na⁺＞Al³⁺，
故答案為：；O^2-＞Na⁺＞Al³⁺；
（2）元素③和④可以形成多種化合物，其中化合物甲為這些化合物中相對分子質量最小的，則甲為NO，由元素①、④和⑥組成的化合物乙，乙為NaOH，NO與O₂按物質的量之比為4：1通入含足量NaOH中，氣體恰好完全反應且生成的鹽只有一種，N元素被氧化，令N元素在鹽中的化合價為a，由電子轉移守恒可知4（a-2）=1×2×[0-（-2）]，解得a=3，故生成的鹽為NaNO₂，反應方程式為4NO+O₂+4NaOH=4NaNO₂+2H₂O，
故答案為：4NO+O₂+4NaOH=4NaNO₂+2H₂O；
（3）元素②和④組成的一種化合物與O₂和NaOH的水溶液在一定條件下可形成燃料電池，則元素②和④組成的化合物為CO，原電池負極發生氧化反應，CO在負極放電，堿性條件下生成CO₃^2-、H₂O，負極電極反應式為CO+4OH^--2e^-=CO₃^2-+2H₂O，
故答案為：CO+4OH^--2e^-=CO₃^2-+2H₂O；
（4）M是僅含非金屬的鹽所以一定是銨鹽；Z→⑦的單質，⑦為Al元素鋁，所以推斷N是氧化鋁，故Z是氫氧化鋁，分析產物結合反應：X+Y+H₂O→Al（OH）₃+NH₄⁺ 可知，該反應為鋁鹽和一水合氨的反應．
①X溶液與Y溶液反應的離子方程式為Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，故答案為：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
②工業常用電解Al₂O₃的方法冶煉Al，N→⑦的單質反應的化學方程式為：2Al₂O₃

電解  .

4Al+3O₂↑，故答案為：2Al₂O₃

電解  .

4Al+3O₂↑；
③M是銨鹽，溶液中NH₄⁺離子水解NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，破壞水的電離平衡，水溶液顯酸性，故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺．

點評：本題考查無機物的推斷及元素周期律、元素周期表、氧化還原反應、原電池、鹽類水解，元素及物質的推斷是解答本題的關鍵，注重對高考常考考點的考查，對學生能力要求較高，題目難度中等．