Question

18．A、B、C、D、E、F、G、H八种主族元素分布在三个不同的短周期，它们在周期表中位置如下：

请回答下列问题：
（1）写出E元素在周期表中的位置第三周期第IA族．
（2）B与D可形成三原子分子X，X的电子式为．
（3）E、F、H所形成的简单离子的半径由大到小的顺序为S^2-＞Na⁺＞Al³⁺（用离子符号表示）．
（4）G的最高价氧化物与B的单质在高温下能发生置换反应，其化学反应方程式为：SiO₂+2C $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑．
（5）由A、C、D三种元素组成的强电解质Z溶于水时能促进水的电离，测得Z的水溶液pH＜7，其原因是NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺（用离子方程式来表示）．
（6）盐Y由B、D、E组成．以熔融盐Y为电解质构成的燃料电池如图所示．写出石墨（I）电极上发生的电极反应式H₂+CO₃^2--2e^-=H₂O+CO₂．
（7）用熔融盐Y的燃料电池作电源，以石墨为电极，电解一定浓度的CuSO₄ 溶液至无色后继续电解一段时间．断开电路，向溶液中加入0.1mol Cu（OH）₂，溶液恢复到电解之前的体积和浓度，则电解过程中转移电子的物质的量为0.4mol．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G、H八种元素分布在三个不同的短周期，由元素再周期表中位置，可知A为H元素；B为碳元素，C为N元素；D为O元素；E为Na，F为Al；G为Si；H为S元素．
（1）由E的位置可知，处于周期表中第三周期第IA族；
（2）B与D可形成非极性分子X为CO₂；
（3）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）G的最高价氧化物为SiO₂，与B的单质（碳）在高温下能发生置换反应生成Si与CO；
（5）由H、N、O三种元素组成的强电解质Z溶于水时能促进水的电离，测得Z的水溶液pH＜7，则Z为NH₄NO₃，溶液中铵根离子水解破坏水的电离破坏，溶液呈酸性；
（6）盐Y由C、O、Na组成，则Y为Na₂CO₃，以熔融盐Na₂CO₃为电解质、氢气、氧气构成的燃料电池，由图可知石墨（I）是氢气失去电子，与碳酸结合生成水与二氧化碳；
（7）电解发生反应：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，相当于从溶液中析出CuO、失去部分水，向溶液中加入0.1mol Cu（OH）₂，溶液恢复到电解之前的体积和浓度，将Cu（OH）₂可以改写为CuO．H₂O，电解中生成Cu为0.1mol，2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑中电解的水为0.1mol．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G、H八种元素分布在三个不同的短周期，由元素再周期表中位置，可知A为H元素；B为碳元素，C为N元素；D为O元素；E为Na，F为Al；G为Si；H为S元素．
（1）E元素在周期表中的位置：第三周期第IA族，故答案为：第三周期第IA族；
（2）B与D可形成非极性分子X为CO₂，电子式为，故答案为：；
（3）电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，电子层越多离子半径越大，故离子半径：S^2-＞Na⁺＞Al³⁺，
故答案为：S^2-＞Na⁺＞Al³⁺；
（4）G的最高价氧化物为SiO₂，与B的单质（碳）在高温下能发生置换反应，其化学反应方程式为：SiO₂+2C $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑，
故答案为：SiO₂+2C $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑；
（5）由H、N、O三种元素组成的强电解质Z溶于水时能促进水的电离，测得Z的水溶液pH＜7，则Z为NH₄NO₃，溶液中铵根离子水解：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，破坏水的电离破坏，溶液呈酸性，
故答案为：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；
（6）盐Y由C、O、Na组成，则Y为Na₂CO₃，以熔融盐Na₂CO₃为电解质、氢气、氧气构成的燃料电池，由图可知石墨（I）是氢气失去电子，与碳酸结合生成水与二氧化碳，电极反应式：H₂+CO₃^2--2e^-=H₂O+CO₂，
故答案为：H₂+CO₃^2--2e^-=H₂O+CO₂；
（7）电解发生反应：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，相当于从溶液中析出CuO、失去部分水，向溶液中加入0.1mol Cu（OH）₂，溶液恢复到电解之前的体积和浓度，将Cu（OH）₂可以改写为CuO．H₂O，电解中生成Cu为0.1mol，2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑中电解的水为0.1mol，整个过程转移电子为0.1mol×2+0.1mol×2=0.4mol，
故答案为：0.4mol．

点评 本题结构性质位置关系综合应用、原电池、电解计算、盐类水解等，推断元素是解题关键，侧重考查学生分析推理能力，（7）中关键是明确溶液复原时少什么加什么原则，注意运用化学式改写进行解答，难度中等．