Question

9．A，D，E，G，X，Y，Z是几种常见的短周期主族元素，其原子半径随原子序数变化如图所示，已知A的最高正价与最低负价的绝对值相等，E的单质是空气的主要成分之一，G原子和Ne原子的核外电子数相差1．Y的单质是一种常见的半导体材料，Z的原子半径在同周期中最小，G、X、Z的最高价氧化物对应水化物可以两两反应生成盐．
（1）A元素周期表中的位置是第二周期ⅡA族；Y的最高价氧化物的用途有光导纤维（填一种即可）；
（2）E的阴离子和G的阳离子与Ne原子具有相同的电子层结构，E的阴离子与G的阳离子比较，半径小的是Na⁺（填离子符号）；Z的气态氢化物与Y的气态氢化物比较，较稳定的是HCl（填化学式）；试用一个化学方程说明A元素的非金属性强于Y元素：Na₂SiO₃+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2NaHCO₃；
（3）若用A，X的单质作电极，用G的最高价氧化物水化物的水溶液作电解质溶液，组成图2所示的原电池，该原电池的负极材料是Al（填化学式），电池总反应的化学方程式是2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑．

Answer 1

分析 A、D、E、G、X、Y、Z是几种常见的短周期主族元素，由原子半径随原子序数变化关系，可知A、D、E处于第二周期，G、X、Y、Z处于第三周期，A的最高正价与最低负价的绝对值相等，则A为碳元素；E的单质是空气的主要成分之一，结合原子序数可知，D为N元素、E为O元素；G原子和Ne原子的核外电子数相差1，原子半径大于O元素，故G为Na；Y的单质是一种常见的半导体材料，则Y为Si；Z的原子半径在同周期中最小，则Z为Cl；G、X、Z的最高价氧化物对应水化物可以两两反应生成盐，则X为Al，据此解答．

解答 解：A、D、E、G、X、Y、Z是几种常见的短周期主族元素，由原子半径随原子序数变化关系，可知A、D、E处于第二周期，G、X、Y、Z处于第三周期，A的最高正价与最低负价的绝对值相等，则A为碳元素；E的单质是空气的主要成分之一，结合原子序数可知，D为N元素、E为O元素；G原子和Ne原子的核外电子数相差1，原子半径大于O元素，故G为Na；Y的单质是一种常见的半导体材料，则Y为Si；Z的原子半径在同周期中最小，则Z为Cl；G、X、Z的最高价氧化物对应水化物可以两两反应生成盐，则X为Al．
（1）A为碳元素，在元素周期表中的位置是：第二周期ⅡA族；Y的最高价氧化物为二氧化硅，可以用作光导纤维等，
故答案为：第二周期ⅡA族；光导纤维；
（2）电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径O^2-＞Na⁺；由于非金属性Cl＞Si，故HCl比SiH₄稳定；用化学方程说明碳元素的非金属性强于Si元素：Na₂SiO₃+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2NaHCO₃，故答案为：Na⁺；HCl；Na₂SiO₃+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2NaHCO₃；
（3）若用碳、Al的单质作电极，用NaOH水溶液作电解质溶液，组成图原电池，Al与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气，该原电池的负极材料是Al，电池总反应的化学方程式是：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，故答案为：Al；2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑．

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，注意对元素周期律的理解掌握，难度中等．