Question

4．短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序數依次增大，其中A、D同主族，B、C、D、E同周期，A原子的最外層電子數是次外層電子數的3倍，B是短周期元素中原子半徑最大的主族元素，C原子的質子數比B原子的質子數多2個．請回答下列問題：
（1）B元素的名稱為鈉，E的元素符號為Cl，D的離子結構示意圖為．
（2）A、B、D三種元素形成的簡單離子的半徑由大到小的順序是S^2-＞O^2-＞Na⁺．
（3）A、B、D、E形成的化合物B₂A₂、DE₂、E₂A、EA₂中，各原子（或離子）都滿足最外層8電子結構的是Na₂O₂、SCl₂、Cl₂O（填寫具體物質的化學式）．
（4）D、E兩種元素可形成化學式為DE₂、D₂E₂等化合物，則DE₂的結構式為Cl-S-Cl，D₂E₂廣泛用于橡膠工業，其分子結構中每個原子均滿足8電子結構．D₂E₂的電子式為．常溫下，D₂E₂是一種橙黃色的液體，遇水易水解，并產生能使品紅褪色的氣體．下列說法中正確的是ACD．
A．D₂E₂中的D元素顯+1價
B．D₂E₂結構中的化學鍵只含有極性鍵
C．D₂Br₂與D₂E₂結構相似，熔沸點：D₂Br₂＞D₂E₂
D．D₂E₂與水反應的生成物中可能有單質硫
（5）用電子式表示A、B兩種元素形成化合物B₂A的形成過程：．
（6）化合物B₂A₂中含有的化學鍵類型有bd．
a．氫鍵         b．離子鍵         c．極性鍵         d．非極性鍵
（7）DA₂與E元素的單質在水中反應的化學方程式為SO₂+Cl₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄．
（8）向由C、E兩種元素組成的化合物溶液200mL 2mol/L中加入500mL一定濃度的KOH溶液，得到白色沉淀15.6g，則KOH溶液的物質的量濃度為1.2mol/L或2.8mol/L．

Answer 1

分析 短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序數依次增大，A原子的最外層電子數是次外層電子數的3倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數為6，故A為O元素；A、D同主族，則D為S元素；E的原子序數最大，故E為Cl；B是短周期元素中原子半徑最大的主族元素，則B為Na；C原子的質子數比B原子的質子數多2個，則C為Al，據此解答．

解答 解：短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序數依次增大，A原子的最外層電子數是次外層電子數的3倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數為6，故A為O元素；A、D同主族，則D為S元素；E的原子序數最大，故E為Cl；B是短周期元素中原子半徑最大的主族元素，則B為Na；C原子的質子數比B原子的質子數多2個，則C為Al．
（1）由上述分析可知，B元素的名稱為：鈉，E的元素符號為：Cl，D的離子為S^2-，離子結構示意圖為，故答案為：鈉；Cl；；
（2）A、B、D三種元素形成的簡單離子分別為O^2-、Na⁺、S^2-，電子層結構相同，核電荷數越大離子半徑越小，電子層越多離子半徑越大，故離子半徑：S^2-＞O^2-＞Na⁺，
故答案為：S^2-＞O^2-＞Na⁺；
（3）O、Na、S、Cl形成的化合物Na₂O₂、SCl₂、Cl₂O、ClO₂中，過氧化鈉由鈉離子與過氧根離子過程，離子均滿足8電子結構，SCl₂、Cl₂O中各原子最外層電子數+|化合價|=8，均滿足8電子結構，ClO₂中Cl原子不滿足8電子結構，
故答案為：Na₂O₂、SCl₂、Cl₂O；
（4）SCl₂分子中S原子與Cl之間形成1對共用電子對，結構式為Cl-S-Cl，S₂Cl₂分子中S原子之間形成1對共用電子對，S原子與Cl原子之間形成1對共用電子對，電子式為；
A．A．S₂Cl₂中S與Cl原子之間的共用電子對偏向氯，故S元素顯+1價，故A正確；
B．S₂Cl₂結構中S原子與S原子之間形成非極性鍵，故B錯誤；
C．S₂Br₂與S₂Cl₂結構相似，均形成分子晶體，S₂Br₂的相對分子質量較大，分子之間范德華力較強，故熔沸點：S₂Br₂＞S₂Cl₂，故C正確；
D．S₂Cl₂遇水易水解，并產生能使品紅褪色的氣體，該氣體為二氧化硫，根據電子轉移守恒可知，S元素化合價應降低，生成物中可能有單質硫，故D正確，
故答案為：Cl-S-Cl；；ACD；
（5）用電子式表示O、Na兩種元素形成化合物Na₂O的形成過程：，
故答案為：；
（6）化合物Na₂O₂中鈉離子與過氧根離子之間形成離子鍵，過氧根離子中氧原子之間形成非極性鍵，
故選：bd；
（7）SO₂與氯氣在水中反應生成HCl與硫酸，反應的化學方程式為：SO₂+Cl₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄，
故答案為：SO₂+Cl₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄；
（8）向由C、E兩種元素組成的化合物為AlCl₃，其物質的量為0.2L×2mol/L=0.4mol，如完全生成沉淀，則應生成0.4molAl（OH）₃，實際得到白色沉淀15.6g，物質的量為$\frac{15.6g}{78g/mol}$=0.2mol＜0.4mol，說明Al³⁺沒有完全生成沉淀，可能存在兩種情況：
①NaOH不足，鋁離子部分轉化氫氧化鋁沉淀，則：
Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，
0.2mol 0.6mol 0.2mol
此時c（NaOH）=$\frac{0.6mol}{0.5L}$=1.2mol/L，
②NaOH部分過量，鋁離子轉化為氫氧化鋁沉淀、偏鋁酸根，則：
 Al³⁺+3 OH^-=Al（OH）₃↓
0.4mol 1.2mol 0.4mol
溶解的氫氧化鋁為0.4mol-0.2mol=0.2mol
Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
 0.2mol 0.2mol
則c（NaOH）=$\frac{1.2mol+1.2mol}{0.5L}$=2.8mol/L，
故答案為：1.2；2.8．

點評 本題考查結構性質位置關系綜合應用，推斷元素是解題關鍵，題目綜合性較強，需要學生具備扎實的基礎，（8）中注意根據沉淀的質量判斷發生的反應，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，題目難度中等．