Question

7．元素周期表是指导我们学习化学的重要工具．图为元素周期表的一部分．请按要求填空．

（1）从原子结构的角度分析，N、O两种元素处于同一行，是由于它们的原子核外电子层数相同．N和P位于周期表的第VA族，N元素的最低价为-3，写出N的气态氢化物的电子式．
（2）比较金属性：铝强于钠（填“强于”、“弱于”或“等于”），写出你依据的事实（一条即可）NaOH是强碱，Al（OH）₃为两性氢氧化物．比较非金属性：N强于P（填“强于”、“弱于”或“等于”），写出你依据的事实（一条即可）硝酸为强酸，磷酸为中强酸．
（3）比较原子半径：P＞O（填“＞”、“＜”或“=”）；比较离子半径：Al³⁺＜O^2-（填“＞”、“＜”或“=”）；
（4）在图所列的元素中，最活泼的金属是Mg（写元素符号）；最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是HClO₄（写化学式）．
（5）铁是应用极为广泛的金属，也是迄今为止人类冶炼最多的金属，它不属于（填“属于”或“不属于”）主族；请写出它与水蒸气反应的化学方程式3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．

Answer 1

分析 （1）同周期元素原子具有相同的电子层数；主族族序数=最外层电子数；主族最低化合价=最外层电子数-8（氢元素除外）；N的气态氢化物为NH₃，分子中N原子与H原子之间形成1对共用电子对；
（2）同周期自左而右金属性减弱，可以根据金属与水或酸反应难易程度、最高价氧化物对应水化物的碱性强弱、金属之间的相互置换反应等进行判断；
同主族自上而下非金属性减弱，可以根据氢化物稳定性、最高价含氧酸的酸性强弱等判断；
（3）同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大；
电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，离子的电子层越多离子半径越大；
（4）同周期自左而右金属性减弱，同主族自上而下金属性最强；最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是高氯酸；
（5）Fe属于第Ⅷ族元素，与水蒸气在高温条件下反应书写四氧化三铁与氢气．

解答 解：（1）N、O两种元素处于同一行，是由于它们的原子核外电子层数相同．N和P原子最外层电子数为5，位于周期表的第VA族，N元素的最低价为5-8=-3，N的气态氢化物为NH₃，其电子式为，
故答案为：原子核外电子层数；VA；-3；；
（2）同周期自左而右金属性减弱，故金属性：钠＞铝，NaOH是强碱，Al（OH）₃为两性氢氧化物，可以说明Na的金属性比Al的强，
同主族自上而下非金属性减弱，故非金属性N＞P，硝酸为强酸，磷酸为中强酸，可以说明N元素非金属性比磷的强，
故答案为：强于；NaOH是强碱，Al（OH）₃为两性氢氧化物；强于；硝酸为强酸，磷酸为中强酸；
（3）同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，故原子半径P＞O；
Al³⁺、O^2-离子的电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径：Al³⁺＜O^2-，
故答案为：＞；＜；
（4）同周期自左而右金属性减弱，同主族自上而下金属性最强，故上述元素中Mg最活泼；最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是HClO₄，
故答案为：Mg；HClO₄；
（5）Fe属于第Ⅷ族元素，不属于主族元素，水蒸气在高温条件下反应书写四氧化三铁与氢气，化学反应方程式为：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，
故答案为：不属于；3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．

点评 本题考查元素周期表与元素周期律，侧重对元素周期律的考查，掌握微粒半径比较规律，掌握金属性、非金属性强弱比较实验事实，有利于基础知识的巩固与掌握．