Question

19．甲、乙、丙、丁四种短周期元素可以组成下列框图中除Br₂和L以外的物质，其原子序数依次增大．甲和乙可形成常见液态化合物K，固体A中含有丙元素的正一价阳离子，其电子层结构与氖原子相同，丁元素原子的最外层电子数是其电子层数的2倍．在一定条件下，下列各物质可发生如图所示的变化（反应中生成的水没有写出）：

试回答：
（1）A的电子式为；所含化学键类型为离子键、共价键（或离子键、非极性键）；A晶体的晶胞中阳离子和阴离子的个数比为2：1．
（2）溴元素在周期表的位置第四周期ⅦA族丁元素的阴离子结构示意图为．
（3）甲、乙、丙、丁四元素的离子半径由大到小的顺序为（用离子符号表示）S^2-＞O^2-＞Na⁺＞H⁺；甲、乙、丙、丁四元素的第一电离能由大到小的顺序为（用元素符号表示）O＞S＞H＞Na．
（4）F分子的空间构型为V形；H分子的空间构型为平面三角形．

Answer 1

分析 甲和乙可形成常见液态化合物K，H溶于K中可得溶液，则K为H₂O，根据原子序数可知甲为H元素，乙为O元素，固体A中含有丙元素的正一价阳离子，其电子层结构与氖原子相同，丙为Na元素，A为Na₂O₂，则C为NaOH，D为O₂，丁元素原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，且原子序数比丙大，应为S元素，气体F能与溴水和氧气反应，说明具有还原性，应为SO₂，和氧气反应生成SO₃，则E为H₂SO₄，固体B应为Na₂SO₃，G为Na₂SO₄，L为HBr，结合对应物质的性质解答该题．

解答 解：甲和乙可形成常见液态化合物K，H溶于K中可得溶液，则K为H₂O，根据原子序数可知甲为H元素，乙为O元素，固体A中含有丙元素的正一价阳离子，其电子层结构与氖原子相同，丙为Na元素，A为Na₂O₂，则C为NaOH，D为O₂，丁元素原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，且原子序数比丙大，应为S元素，气体F能与溴水和氧气反应，说明具有还原性，应为SO₂，和氧气反应生成SO₃，则E为H₂SO₄，固体B应为Na₂SO₃，G为Na₂SO₄，L为HBr，
（1）A为Na₂O₂，为离子化合物，电子式为，含有离子键和共价键，由电子式可知晶体的晶胞中阳离子和阴离子的个数比为2：1，
故答案为：；离子键、共价键（或离子键、非极性键）； 2：1；
（2）溴的原子序数为35，原子核外有4个电子层，最外层电子数为7，位于周期表第四周期ⅦA族，丁为S元素，对应阴离子核外由3个电子层，最外层电子数为8，离子的结构示意图为，故答案为：第四周期ⅦA族；；
（3）甲为H元素，离子半径最小，乙、丙、丁三元素的离子分别为O^2-、Na⁺、S^2-，O^2-、Na⁺具有相同的核外电子排布，核电核数越大，半径越小，则离子半径O^2-＞Na⁺，核外电子层数最多，半径最大，则四种离子的半径由大到小的顺序为S^2-＞O^2-＞Na⁺＞H⁺，同周期元素从左到右，第一电离能逐渐增大，同主族元素从上到下，第一电离能逐渐减小，为O＞S＞H＞Na，
故答案为：S^2-＞O^2-＞Na⁺＞H⁺；O＞S＞H＞Na；
（4）F为SO₂，含有2个σ键，孤对电子数为$\frac{6-2×2}{2}$=1，为V形结构，H为SO₃，含有3个σ键，没有孤对电子，为平面三角形，故答案为：V形；平面三角形．

点评 本题考查无机物的推断，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力的考查，题目难度中等，本题在推断时注意原子结构特征，为解答该题的关键，注意相关元素化合物的性质．