Question

七种主族元素A、B、C、D、E、F、G分属三个短周期，它们的原子序数依次增大．B、C、D三种原子最外层电子数之和为15，E的原子半径是短周期元素中（0族元素除外）最大的．D、F同主族，它们形成的常见化合物有FD₂和FD₃．请回答下列问题：
（1）C在元素周期表中的位置为______．
（2）C、D、E三种元素形成的简单离子，其离子半径从大到小的顺序为______（用离子符号表示）．
（3）上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是______（写化学式），非金属气态氢化物还原性最强的是______（写化学式）．
（4）FD₃极易与水反应，形成的浓溶液在加热条件下可与B元素单质反应，其化学反应方为程式为______ 2H₂O+2SO₂+CO₂

Answer 1

【答案】分析：七种主族元素A、B、C、D、E、F、G分属三个短周期，它们的原子序数依次增大，所以A是H元素．E的原子半径是短周期元素中（0族元素除外）最大的，所以是Na元素．D、F同主族，它们形成的常见化合物有FD₂和FD₃，所以F是S元素，D是O元素，G的原子序数大于F，且是主族元素，所以G是Cl元素；B、C、D三种原子最外层电子数之和为15，D是O元素，所以B和C的最外层电子数之和是9，C的原子序数小于O元素，所以B和C分别是C和N元素．
（1）根据N元素的电子层数以及最外层电子数判断其在周期表中的位置．
（2）电子层结构相同的离子，离子半径随着原子序数的增大而减小．
（3）非金属的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性越强；非金属气态氢化物还原性最强的是硫化氢．
（4）碳和浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫和水；过氧化钠和二氧化硫能发生氧化还原反应生成硫酸钠．
（5）根据热化学反应方程式的书写规则写出其相应的热化学反应方程式．
（6）氢氧燃料碱性电池中，负极上燃料失电子和氢氧根离子反应生成水；根据溶液中氢氧根离子的浓度变化判断溶液的PH变化．
解答：解：七种主族元素A、B、C、D、E、F、G分属三个短周期，它们的原子序数依次增大，所以A是H元素．E的原子半径是短周期元素中（0族元素除外）最大的，所以是Na元素．D、F同主族，它们形成的常见化合物有FD₂和FD₃，所以F是S元素，D是O元素，G的原子序数大于F，且是主族元素，所以G是Cl元素；B、C、D三种原子最外层电子数之和为15，D是O元素，所以B和C的最外层电子数之和是9，C的原子序数小于O元素，所以B和C分别是C和N元素．
（1）N原子有3个电子层，最外层有5个电子，所以其在周期表中的位置是第二周期第ⅤA族．
故答案为：第二周期第ⅤA族．
（2）电子层结构相同的离子，离子半径随着原子序数的增大而减小，氮离子、氧离子和钠离子的电子层结构相同，且其原子序数依次增大，所以N^3-、O^2-、Na⁺离子半径依次减小．
故答案为：N^3-、O^2-、Na⁺．
（3）非金属的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性越强，非金属性最强的元素是氯元素，所以其最高价含氧酸酸性最强的是HClO₄；非金属的氢化物还原性最强的是H₂S．
故答案为：HClO₄；H₂S．
（4）碳和浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫和水C+2H₂SO₄（浓）2H₂O+2SO₂+CO₂；过氧化钠有强氧化性，二氧化硫有还原性，过氧化钠和二氧化硫能发生氧化还原反应生成硫酸钠 Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄ ．
故答案为：C+2H₂SO₄（浓）2H₂O+2SO₂+CO₂； Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄．
（5）C₂H₂的燃烧热为akJ?mol^-1，C₂H₂燃烧反应的热化学方程式为C₂H₂（g）+O₂（g）=2CO₂（g）+H₂O （l）△H=-aKJ/mol．
故答案为：C₂H₂（g）+O₂（g）=2CO₂（g）+H₂O （l）△H=-aKJ/mol．
（6）氢氧燃料碱性电池中，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，负极上燃料失电子和氢氧根离子反应生成水电极反应式为H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；反应过程中生成水，导致碱的浓度降低，所以溶液的PH值减小．
故答案为：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；减小．
点评：本题以元素的推断为载体考查了元素化合物的性质，难度不大，能正确推断元素是 解本题的关键，注意过氧化钠和二氧化硫生成硫酸钠不是亚硫酸钠，电极反应式的书写要结合电解质溶液的酸碱性，如果燃料和氧化剂相同，电解质溶液不同，电极反应式也不同．