Question

9．現有A、B、C、D、E、F、G七種元素，其中A、B、C、D、E、F為短周期元素且原子序數依次增大：A的最高正價與最低負價的代數和為零；B的最高價氧化物與C的氫化物在水中反應得到的生成物X既可與酸反應又可與堿反應；常溫下D₂是氣體，標況時D₂氣體的密度約是1.43g/L；E原子半徑在同周期中除稀有氣體外最大，F原子M層上的電子比K層多5個．金屬G的合金在生活中用量最大，用途最廣．
（1）G在元素周期表中的位置是第四周期第VIII族，畫出F的離子結構示意圖；
（2）D、E、F離子半徑由大到小順序為：Cl^-＞O^2-＞Na⁺（用離子符號表示）；
（3）A與D可形成原子個數比為1：l的化合物，用電子式表示該化合物的形成過程：；
（4）D與E形成某離子化合物H具有漂白性，寫出H的電子式，該化合物和B與D形成的某化合物反應的化學方程式為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，lmolH發生該反應轉移電子數為6.02×10²³或N_A；
（5）若X為正鹽，X中含有的化學鍵類型為離子鍵和共價鍵；
（6）B和F兩種元素相比較，原子得電子能力較強的為氯（填元素名稱），以下三種說法中，可以驗證B和F得電子能力強弱的是bc（填寫編號）；
a．比較這兩種元素的常見單質的沸點
b．二者形成的化合物中，F元素的原子顯負價
c．比較這兩種元素的氣態氫化物的穩定性
（7）金屬元素G可與F形成化合物GF₃．將G的單質與石墨用導線相連浸入GF₃溶液中形成一個原電池．該原電池工作時，石墨一極發生的反應可以表示為2Fe³⁺+2e^-═2Fe²⁺，當有l.2mole^-轉移時單質G質量變化為33.6g；
（8）用A元素的單質與D元素的常見單質可以制成電池，電池中裝有KOH濃溶液，用多孔的惰性電極甲和乙浸入KOH溶液，在甲極通入A的單質，乙極通入D的單質，則甲極的電極反應式為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G七種元素，其中A、B、C、D、E、F為短周期元素且原子序數依次增大：A的最高正價與最低負價的代數和為零，則A為H元素為第IVA族元素；常溫下D₂是氣體，標況時D₂氣體的密度約是1.43g/L，其摩爾質量=1.43g/L×22.4L/mol=32g/mol，為O元素；
B的最高價氧化物與C的氫化物在水中反應得到的生成物X既可與酸反應又可與堿反應，B、C原子序數小于氧元素，則B的最高價氧化物是二氧化碳、C的氫化物是氨氣，二者反應生成碳酸銨或碳酸氫銨，X為正鹽則X是碳酸銨，所以B是C、C是N元素，則A是H元素；
F原子M層上的電子比K層多5個，且為短周期元素，則F是Cl元素；E原子序數小于F，
E原子半徑在同周期中除稀有氣體外最大，則E是Na元素；
金屬G的合金在生活中用量最大，用途最廣，則G是Fe元素，再結合題目分析解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G七種元素，其中A、B、C、D、E、F為短周期元素且原子序數依次增大：A的最高正價與最低負價的代數和為零，則A為H元素為第IVA族元素；常溫下D₂是氣體，標況時D₂氣體的密度約是1.43g/L，其摩爾質量=1.43g/L×22.4L/mol=32g/mol，為O元素；
B的最高價氧化物與C的氫化物在水中反應得到的生成物X既可與酸反應又可與堿反應，B、C原子序數小于氧元素，則B的最高價氧化物是二氧化碳、C的氫化物是氨氣，二者反應生成碳酸銨或碳酸氫銨，X為正鹽，則X是碳酸銨，所以B是C、C是N元素，則A是H元素；
F原子M層上的電子比K層多5個，且為短周期元素，則F是Cl元素；E原子序數小于F，
E原子半徑在同周期中除稀有氣體外最大，則E是Na元素；
金屬G的合金在生活中用量最大，用途最廣，則G是Fe元素，
（1）G是Fe元素，在元素周期表中的位置是第四周期第VIII族，F離子為氯離子，氯離子核外有3個電子層、最外層電子數是8，則Cl元素的離子結構示意圖，
故答案為：第四周期第VIII族；；
（2）D、E、F分別是氧離子、鈉離子和氯離子，離子電子層數越多其離子半徑越大，電子層結構相同的離子，離子半徑隨著原子序數增大而減小，氯離子有3個電子層，而鈉離子和氧離子有2個電子層，則D、E、F離子半徑由大到小順序為：Cl^-＞O^2-＞Na⁺，
故答案為：Cl^-；O^2-；Na⁺；
（3）H與O可形成原子個數比為1：l的化合物過氧化氫，H、O原子通過共用電子對形成過氧化氫，用電子式表示該化合物的形成過程：，
故答案為：；
（4）O與Na形成某離子化合物H具有漂白性，H為過氧化鈉，過氧化鈉中含有離子鍵和共價鍵，則H的電子式，該化合物和B與D形成的某化合物二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣，該反應化學方程式為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，過氧化鈉和二氧化碳的反應中有一半的過氧化鈉作氧化劑，另一半作還原劑，1mol過氧化鈉反應轉移電子1mol，則lmolH發生該反應轉移電子數為6.02×10²³ 或 N_A，
故答案為：；2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；6.02×10²³ 或 N_A；
（5）若X為正鹽，為碳酸銨，碳酸銨中含有離子鍵和共價鍵，故答案為：離子鍵和共價鍵；
（6）N和Cl兩種元素相比較，原子得電子能力較強的為氯，
a．這兩種元素的單質都是分子晶體，單質的熔沸點與分子間作用力有關，與得電子難易程度無關，所以不能比較得電子能力強弱，故錯誤；
b．二者形成的化合物中，F元素的原子顯負價，說明F元素得電子能力大于B，故正確；
c．比較這兩種元素的氣態氫化物的穩定性，元素的非金屬性越強，其氫化物的穩定性越強，所以可以其得電子能力強弱，故正確；
故答案為：氯；bc；
（7）金屬元素Fe可與Cl形成化合物FeCl₃，將Fe與石墨用導線相連浸入FeCl₃溶液中形成一個原電池，該原電池工作時，Fe作負極、石墨作正極，負極上Fe失電子發生氧化反應，正極上鐵離子得電子發生還原反應，則石墨一極發生的反應可以表示為2Fe³⁺+2e^-═2Fe²⁺，根據離子方程式2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺知，當Fe溶解56gFe時轉移2mol電子，則當有l.2mole^-轉移時單質G質量變化=$\frac{1.2mol}{2mol}×56g/mol$=33.6g，
故答案為：2Fe³⁺+2e^-═2Fe²⁺；33.6；
（8）氫氧燃料堿性電池中，通入氫氣的電極是負極、通入氧氣的電極是正極，則甲為負極、乙為正極，負極反應式為H₂-2e^-+2OH^-=2 H₂O，
故答案為：H₂-2e^-+2OH^-=2 H₂O．

點評 本題考查位置結構性質相互關系及運用，為高頻考點，涉及原電池原理、氧化還原反應計算、元素周期律、化學用語等知識點，側重考查學生推斷、知識綜合運用能力，明確化學反應原理、元素化合物性質、元素周期律內涵是解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫，題目難度不大．