Question

17．A-F六種元素中，除C外其他均為短周期元素，它們的原子結構或性質如下表所示：請回答下列問題：

元素	結構或性質
A	原子最外層電子數是內層電子總數的$\frac{1}{5}$
B	形成化合物種類最多的元素，其單質為固體
C	生活中常見的金屬，它有兩種常見的氯化物，且相對分子質量相差35.5
D	地殼中含量最多的元素
E	與D同主族
F	與E同周期，且最外層電子數等于電子層數

（1）A在元素周期表中的位置是第3周期ⅡA族；A與E形成的化合物的電子式是．
（2）C的某種氯化物的濃溶液可以腐蝕印刷電路板上的金屬銅，此反應的離子方程式是2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺．
（3）B的單質與D的氫化物在一定條件下反應生成BD和另一產物的化學方程式是C+H₂O $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ CO+H₂．
（4）F的鹽酸鹽水溶液呈酸性，原因是Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺（用離子方程式表示）；F的單質與C、D形成的相對分子質量為160的化合物在一定條件下反應的化學方程式是2Al+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe+Al₂O₃．
（5）A與F形成的合金是重要的工業材料．某同學僅使用天平和如圖所示的裝置，粗略測定某些數據即可求出該合金中A元素的含量．（裝置中因空氣質量引起的誤差忽略不計）
①實驗需要測定三個物理量：合金的質量m以及a和b．a是反應前裝置和藥品的總質量；b是反應后裝置和藥品的總質量．
②合金中A元素的質量分數是$\frac{4m-36a+36b}{m}$（用含m、a、b的式子表示）．

Answer 1

分析 A-F六種元素中，除C外均為短周期元素，A原子最外層電子數是內層電子數的$\frac{1}{5}$，則A原子有3個電子層，最外層電子數為2，故A為Mg元素；B是形成化合物種類最多的元素之一，其單質為固體，則B為碳元素；C是生活中常見的金屬，它有兩種氯化物，相對分子質量相差35.5，結合C的某種氯化物的濃溶液可用于制作印刷電路板，可知C為Fe元素；D是地殼中含量最多的元素，則D為氧元素；E與D同主族，則E為硫元素；F與E同周期，且最外層電子數等于電子層數，處于第三周期，最外層電子數為3，則F為Al元素，據此解答．

解答 解：A-F六種元素中，除C外均為短周期元素，A原子最外層電子數是內層電子數的$\frac{1}{5}$，則A原子有3個電子層，最外層電子數為2，故A為Mg元素；B是形成化合物種類最多的元素之一，其單質為固體，則B為碳元素；C是生活中常見的金屬，它有兩種氯化物，相對分子質量相差35.5，結合C的某種氯化物的濃溶液可用于制作印刷電路板，可知C為Fe元素；D是地殼中含量最多的元素，則D為氧元素；E與D同主族，則E為硫元素；F與E同周期，且最外層電子數等于電子層數，處于第三周期，最外層電子數為3，則F為Al元素．
（1）A為Mg元素，處于周期表中第3周期ⅡA族，A與E形成的化合物為MgS，其電子式是，
故答案為：第3周期ⅡA族；；
（2）氯化鐵溶液與銅反應生成氯化亞鐵、氯化銅，反應離子方程式為：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺，
故答案為：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；
（3）碳與水蒸氣在高溫條件下生成CO與氫氣，反應方程式為：C+H₂O $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ CO+H₂，
故答案為：C+H₂O $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ CO+H₂；
（4）氯化鋁溶液中鋁離子水解：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，溶液呈酸性，C、D形成的相對分子質量為160的化合物為Fe₂O₃，與Al再高溫下發生鋁熱反應生成Fe與氧化鋁，反應化學方程式是：2Al+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe+Al₂O₃，
故答案為：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；2Al+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe+Al₂O₃；
（5）①Mg與Al形成的合金是工業上重要的材料．某同學僅使用天平和右圖所示的裝置測定某些數據即可求出該合金中Mg元素的含量，該原理是根據反應前后裝置的質量差測定生成氫氣的質量，根據合金的質量與生成氫氣的質量計算合金中各金屬的質量，進而計算Mg的含量，故實驗需要測定三個物理量：合金的質量m、反應前裝置和藥品的總質量、反應后裝置和藥品的總質量，
故答案為：反應前裝置和藥品的總質量；反應后裝置和藥品的總質量；
②生成氫氣的質量為（a-b）g，令合金中Mg的質量分數為x，則Al的質量分數為（1-x），Mg的質量為mxg，Al的質量為m（1-x），根據電子轉移守恒有：$\frac{mx}{24}$×2+$\frac{m（1-x）}{27}$×3=$\frac{（a-b）}{2}$×2，
解得x=$\frac{4m-36a+36b}{m}$，
故答案為：$\frac{4m-36a+36b}{m}$．

點評 本題考查結構性質位置關系、化學實驗等，難度中等，推斷元素是解題的關鍵，（5）為易錯點、難點，注意根據裝置圖理解實驗原理．