Question

6．A、B、C、D、E、F六种短周期元素，其原子序数依次增大，其中B与C同周期，D与E和F同周期，A与D同主族，C与F同主族，C元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍，D是所在周期原子半径最大的主族元素．又知六种元素所形成的常见单质在常温常压下有三种是气体，三种是固体．
请回答下列问题．
（1）元素D在周期表中的位置第三周期第IA族
（2）C、D、F三种元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序是（用离子符号表示）S ^2-＞O ^2-＞Na⁺
（3）若E是非金属元素，其单质在电子工业中有重要应用，请写出其氧化物溶于强碱溶液的离子方程式：SiO₂+2OH^-=SiO₃ ^2-+H₂O
（4）若E是金属元素，其单质与氧化铁反应常用于焊接钢轨，请写出反应的化学方程式：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，冶炼金属E时，用石墨做电极．E在（填“阴”或“阳”）阴极得到，电解过程中，阳极石墨需要不断补充，结合电极反应说明其原因是阳极反应：2O^2--4e-=O₂↑，碳与O₂反应消耗碳
（5）由A、B、C三种元素以原子个数比4：2：3形成化合物X，X中所含化学键类型有离子键、共价键．土壤中含有X中的阳离子在硝化细菌的催化作用下被氧气氧化为其阴离子，写出其离子方程式：NH₄⁺+2O₂ $\frac{\underline{\;硝化细菌\;}}{\;}$NO₃^-+H₂O+2H⁺．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F六种短周期元素，其原子序数依次增大，C元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则C是O元素；C与F同主族，则F是S元素；D与E和F同周期，即处于第三周期，D是所在周期原子半径最大的主族元素，则D是Na元素；E的原子序数大于钠小于硫，所以E的单质是固体，六种元素所形成的常见单质在常温常压下有三种是气体，三种是固体，B的原子序数小于氧，且B、C处于同一周期，所以B是N元素；A的单质是气体，则A的原子序数最小，所以A是H元素．
（1）主族元素周期数=电子层数、主族族序数=最外层电子数；
（2）电子层数越多离子半径越大，电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小；
（3）若E是非金属元素，其单质在电子工业中有重要应用，则E是Si元素，二氧化硅和强碱反应生成硅酸盐和水；
（4）若E是金属元素，其单质与氧化铁反应常用于焊接钢轨，则E为Al元素，铝和氧化铁能发生铝热反应；冶炼金属Al时，铝离子发生还原反应得到Al，故用石墨做电极，Al在阴极得到，电解过程中，阳极生成氧气，碳与O₂反应消耗碳，故阳极石墨需要不断补充；
（5）由H、N、O三种元素以原子个数比4：2：3形成化合物X为NH₄NO₃，土壤中含有NH₄NO₃中的阳离子在硝化细菌的催化作用下被氧气氧化为其阴离子，即得到硝酸根，根据电荷守恒应有氢离子生成．

解答 解：A、B、C、D、E、F六种短周期元素，其原子序数依次增大，C元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则C是O元素；C与F同主族，则F是S元素；D与E和F同周期，即处于第三周期，D是所在周期原子半径最大的主族元素，则D是Na元素；E的原子序数大于钠小于硫，所以E的单质是固体；六种元素所形成的常见单质在常温常压下有三种是气体，三种是固体，B的原子序数小于C，且B、C处于同一周期，所以B是N元素；A的单质是气体，则A的原子序数最小，所以A是H元素．
（1）D是Na元素，钠原子核外有3个电子层，最外层有1个电子，所以其在元素周期表中的位置是第三周期第IA族，
故答案为：第三周期第IA族；
（2）电子层数越多离子半径越大，电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，所以C、D、F三种元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序是：S ^2-＞O ^2-＞Na⁺，
故答案为：S ^2-＞O ^2-＞Na⁺；
（3）若E是非金属元素，其单质在电子工业中有重要应用，则E是Si元素，二氧化硅和强碱反应生成硅酸盐和水，离子反应方程式为：SiO₂+2OH^-=SiO₃ ^2-+H₂O，
故答案为：SiO₂+2OH^-=SiO₃ ^2-+H₂O；
（4）若E是金属元素，其单质与氧化铁反应常用于焊接钢轨，则E为Al元素，铝和氧化铁能发生铝热反应，反应方程式为：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，冶炼金属Al时，铝离子发生还原反应得到Al，故用石墨做电极，Al在阴极得到，电解过程中，阳极反应：2O^2--4e-=O₂↑，碳与O₂反应消耗碳，故阳极石墨需要不断补充，
故答案为：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe；阴；阳极反应：2O^2--4e-=O₂↑，碳与O₂反应消耗碳；
（5）由H、N、O三种元素以原子个数比4：2：3形成化合物X为NH₄NO₃，硝酸铵中所含化学键类型有离子键和共价键，土壤中含有NH₄NO₃中的阳离子在硝化细菌的催化作用下被氧气氧化为其阴离子，即得到硝酸根，根据电荷守恒应有氢离子生成，其离子方程式为：NH₄⁺+2O₂ $\frac{\underline{\;硝化细菌\;}}{\;}$NO₃^-+H₂O+2H⁺，
故答案为：离子键、共价键；NH₄⁺+2O₂ $\frac{\underline{\;硝化细菌\;}}{\;}$NO₃^-+H₂O+2H⁺．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，推断元素是解题关键，综合考查学生分析能力、逻辑推理能力及对知识的迁移运用，需要学生具备扎实的基础，难度中等．