Question

13．如表1为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑨在表中的位置，用化学用语回答下列问题：

（1）已知②的一种核素中子数为8，则其气态氢化物的摩尔质量为18g/mol．
（2）①②⑤⑥的原子半径由大到小的顺序为Na＞Al＞C＞H（填元素符号）；⑦⑧⑨的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是HClO₄＞H₂SO₄＞H₂SiO₃　（填化学式）．
（3）②的单质与③的最高价氧化物对应水化物的浓溶液能发生反应，其反应的化学方程式为C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（4）X、Y是中学化学中的常见物质，X、Y分别由元素④、⑤和②、④形成，X与Y　的反应是潜水艇和呼吸面具中氧气的来源．Y中含有的化学键类型是共价键；X的电子式是；
（5）某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律．甲同学设计了如图2装置来一次性完成的②、⑦非金属性强弱比较的实验研究；甲同学设计实验的依据是强酸制弱酸；其中装置B中所盛试剂的作用为除去CO₂中的 HCl气体；C中反应的离子方程式为SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O═H₂SiO₃↓+2HCO₃^-．

Answer 1

分析 根据元素在周期表中的位置可知，①为H，②为C，③为N，④为O，⑤为Na，⑥为Al，⑦为Si，⑧为S，⑨为Cl，
（1）②为C元素，其中子数为8的核素的质量数为14，其氢化物为甲烷，摩尔质量为18g/mol；
（2）电子层越多，原子半径越大，据此判断①②⑤⑥的原子半径；非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物酸性越强，据此判断⑦⑧⑨的最高价含氧酸的酸性大小；
（3）②的单质为C，③的最高价氧化物对应水化物的浓溶液为浓硝酸，碳与浓硝酸在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化氮和水；
（4）X为Na₂O₂，Y为CO₂，二氧化碳为共价化合物，分子中含有共价键；过氧化钠为离子化合物，分子中含有钠离子和过氧根离子；
（5）根据信息知道：甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系如图2装置来一次性完成C、Si三种非金属元素的非金属性强弱比较，根据强酸制弱酸来回答即可；B的作用是除去二氧化碳中氯化氢，C中二氧化碳和硅酸钠反应．

解答 解：由元素在周期表中的位置可知，①为H，②为C，③为N，④为O，⑤为Na，⑥为Al，⑦为Si，⑧为S，⑨为Cl，
（1）②为C元素，中子数为8的C的质量数为：6+8=14，其氢化物为甲烷，该甲烷的摩尔质量为18g/mol，故答案为：18g/mol；
（2）①为H，②为C，⑤为Na，⑥为Al，电子层越多，原子半径越大，则四种原子的原子半径大小为：Na＞Al＞C＞H；
⑦为Si，⑧为S，⑨为Cl，非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物酸性越强，非金属性：Cl＞S＞Si，则酸性大小为：HClO₄＞H₂SO₄＞H₂SiO₃，
故答案为：Na＞Al＞C＞H； HClO₄＞H₂SO₄＞H₂SiO₃；
（3）②的单质为C，③的最高价氧化物对应水化物的浓溶液为浓硝酸，二者在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应的化学方程式为：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，故答案为：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（4）X为Na₂O₂，Y为CO₂，二氧化碳为共价化合物，分子中含有共价键；过氧化钠为离子化合物，钠离子直接用离子符号表示，过氧根离子需要标出最外层电子及所带电荷，过氧化钠的电子式为：，故答案为：共价键；；
（5）根据题干信息：甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图2装置来一次性完成同主族元素非金属性强弱比较的实验研究，碳酸酸性强于硅酸，最高价氧化物对应水化物酸性越强，则原子的非金属性越强，依据强酸制弱酸来设计反应；A装置用来制取二氧化碳，故A为碳酸钙，盐酸易挥发，故B的作用是除去二氧化碳中氯化氢，故B为饱和碳酸钠溶液，C为硅酸钠溶液，二氧化碳和硅酸钠发生反应离子方程式为：SiO₃^2-+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-；
故答案为：强酸制弱酸；除去二氧化碳中氯化氢气体；SiO₃^2-+CO₂+H₂O═H₂SiO₃↓+CO₃^2-．

点评 本题考查了元素周期律和元素周期律的综合应用、性质实验方案的设计等知识，题目难度中等，试题知识点较多、综合性较强，充分考查学生的分析、理解能力及化学实验能力，注意熟练掌握元素周期表结构、元素周期律的内容及性质实验方案的设计原则．