Question

15．如圖1是部分短周期元素的常見化合價與原子序數的關系圖：

（1）寫出A在元素周期表中的位置第二周期ⅣA族；
（2）D在空氣中燃燒生成物的電子式為；其所含化學鍵類型為共價鍵、離子鍵；
（3）C^2-、D⁺、G^2-離子半徑大小順序是S^2-＞O^2-＞Na⁺（用離子符號回答）；
（4）C、G元素所形成的氫化物穩定性為H₂S＜H₂O（填化學式），原因是：O的非金屬性大于S；
（5）A的某氫化物分子式為A₂H₆，將含630mol電子的A₂H₆在氧氣中完全燃燒生成穩定氧化物放出的熱量為QkJ，請寫出表示A₂H₆燃燒熱的熱化學方程式：C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（L）?△H=-$\frac{Q}{35}$kJ•mol^-1；
（6）某同學設計實驗證明A、B、F的非金屬性強弱關系，裝置如圖2．
①溶液a和b分別為硝酸，飽和NaHCO₃溶液；
②溶液c中發生反應的離子方程式為SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-或SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-．

Answer 1

分析 由圖中化合價可知，A、F的化合價都為+4、-4價，二者同主族，且F的原子序數較大，故A為C元素、故F為Si元素；C的化合價為-2價，沒有正化合價，故C為O元素；D的化合價為+1價，處于ⅠA族，原子序數大于O元素，故D為Na元素；E為+3價，為Al元素；G的最高正價為+6價、最低價為-2，應為S元素；B的有+5、-3價，處于ⅤA族，原子序數介于C、O之間，則B為N元素，
（1）A為C元素，位于周期表第二周期ⅣA族；
（2）D為Na元素，空氣中燃燒生成物為過氧化鈉，為離子化合物，含有共價鍵、離子鍵；
（3）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；
（4）非金屬性O＞S，元素的非金屬性越強，對應的氫化物越穩定；
（5）A為C元素，氫化物分子式為C₂H₆，1molC₂H₆含有18mol電子，含630mol電子的C₂H₆的物質的量為$\frac{630}{18}$mol=35mol；
（6）由裝置圖可知，實驗原理是利用強酸制備弱酸，硝酸易揮發，為防止干擾應除去，故錐形瓶中產生二氧化碳，應為硝酸與碳酸鹽反應，溶液b吸收揮發的硝酸，應為飽和的碳酸氫鈉，燒杯中應是二氧化碳與硅酸鈉反應生成硅酸．

解答 解：由圖中化合價可知，A、F的化合價都為+4、-4價，二者同主族，且F的原子序數較大，故A為C元素、故F為Si元素；C的化合價為-2價，沒有正化合價，故C為O元素；D的化合價為+1價，處于ⅠA族，原子序數大于O元素，故D為Na元素；E為+3價，為Al元素；G的最高正價為+6價、最低價為-2，應為S元素；B的有+5、-3價，處于ⅤA族，原子序數介于C、O之間，則B為N元素，
（1）A為C元素，原子核外有2個電子層，最外層電子數為4，則位于周期表第二周期ⅣA族，故答案為：第二周期ⅣA族；
（2）D為Na元素，空氣中燃燒生成物為過氧化鈉，為離子化合物，含有共價鍵、離子鍵，電子式為，
故答案為：； 共價鍵、離子鍵；
（3）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⁺；
（4）非金屬性O＞S，元素的非金屬性越強，對應的氫化物越穩定，則非金屬性H₂S＜H₂O，故答案為：H₂S＜H₂O；O的非金屬性大于S；
（5）A為C元素，氫化物分子式為C₂H₆，1molC₂H₆含有18mol電子，含630mol電子的C₂H₆的物質的量為$\frac{630}{18}$mol=35mol，
在氧氣中完全燃燒生成穩定氧化物放出的熱量為QkJ，則C₂H₆燃燒熱的熱化學方程式為C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（L）?△H=-$\frac{Q}{35}$ kJ•mol^-1，
故答案為：C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（L）?△H=-$\frac{Q}{35}$ kJ•mol^-1；
（6）由裝置圖可知，實驗原理是利用強酸制備弱酸，硝酸易揮發，為防止干擾應除去，故錐形瓶中產生二氧化碳，應為硝酸與碳酸鹽反應，溶液b吸收揮發的硝酸，應為飽和的碳酸氫鈉，燒杯中應是二氧化碳與硅酸鈉反應生成硅酸，
①由上述分析可知，溶液a為硝酸，溶液b為飽和NaHCO₃溶液，故答案為：硝酸；飽和NaHCO₃溶液；
②溶液c中的離子方程式為：SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-或SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-，
故答案為：SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-或SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-．

點評 本題考查結構性質位置關系，為高考常見題型和高頻考點，側重于學生的分析、計算和實驗能力的考查，題目涉及半徑比較、電子式、化學實驗、氧化還原反應計算、離子方程式的書寫等，難度中等，注意把握非金屬性的比較角度．