Question

14．短周期原子序数依次递增的A、B、C、D、E、F六种元素，已知B原子最外层电子数是A原子次外层电子数的3倍，是D原子最外层电子数的2倍；C原子内层电子总数是最外层电子数10倍；A、B、D三种元素的原子最外层电子数之和为13；A和B原子最外层电子数与D和F原子最外层电子数之和相等；D和E是相邻两种元素．
（1）E元素基态原子中，电子占据的最高能层符号为M，该能层具有的原子轨道数为4、电子数为4．
（2）A和B元素的气态氢化物的稳定性较大的是H₂O（填化学式）；原因是非金属性：O＞C，非金属性越强，氢化物越稳定．
（3）A、B、C三种元素组成原子个数比n_A：n_B：n_C=1：3：2的化合物，用离子方程式表示该化合物的水溶液显碱性的原因CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-．
（4）B、C、D三种元素原子半径最大的是Na（填元素符号），离子半径最小的是Al³⁺（填离子符号）．M元素与D元素位于不同主族，但由于二者的电负性相近，导致某些性质相似．将M的最高价氧化物溶于C的氢氧化物的水溶液中，发生反应的离子方程式为BeO+2OH^-=BeO₂^2-+H₂O．
（5）E和F形成的化合物X在高温条件下可以被氢气还原，工业上常用此反应制取高纯度的单质E，写出该化学反应的方程式．

Answer 1

分析 C原子内层电子总数是最外层电子数10倍，则C为Na；已知B原子最外层电子数是A原子次外层电子数的3倍，是D原子最外层电子数的2倍，说明B元素最外层电子数为6，D原子最外层电子数为3，A的次外层电子数为2；A、B、D三种元素的原子最外层电子数之和为13，则A的最外层为13-6-3=4，所以A的核外电子数为2+4=6为C元素；A和B原子最外层电子数与D和F原子最外层电子数之和相等，则F的最外层为7，F的原子序数最大，应为Cl元素；D和E是相邻两种元素，D原子最外层电子数为3，所以D为Al元素，E为Si元素；B元素最外层电子数为6，且原子序数比Na小，则为O元素，综上可知：A为C元素，B为O元素，C为Na元素，D为Al元素，E为Si元素，F为Cl元素；结合元素对应单质化合物的性质以及元素周期律解答该题．

解答 解：已知B原子最外层电子数是A原子次外层电子数的3倍，是D原子最外层电子数的2倍，说明B元素最外层电子数为6，D原子最外层电子数为3，A的次外层电子数为2；C原子内层电子总数是最外层电子数10倍，则C为Na；A、B、D三种元素的原子最外层电子数之和为13，则A的最外层为13-6-3=4，所以A的核外电子数为2+4=6为C元素；A和B原子最外层电子数与D和F原子最外层电子数之和相等，则F的最外层为7，F的原子序数最大，应为Cl元素；D和E是相邻两种元素，D原子最外层电子数为3，所以D为Al元素，E为Si元素；B元素最外层电子数为6，且原子序数比Na小，则为O元素，综上可知：A为C元素、B为O元素、C为Na元素、D为Al元素、E为Si元素、F为Cl元素，
（1）原子中，离原子核越远的电子层其能量越高，所以Si原子中M电子层能量最高；M能层中含有1个s轨道、3个p轨道，所以一共有4个轨道，M能层总共含有4个电子，
故答案为：M；4；4；
（2）A为C、B为O元素，非金属性：O＞C，非金属性越强，氢化物越稳定，故氢化物稳定性：H₂O＞CH₄，
故答案为：H₂O；非金属性：O＞C，非金属性越强，氢化物越稳定；
（3）由A、B、C三种元素组成原子个数比nA：nB：nC=1：3：2的化合物为Na₂CO₃，碳酸钠中的碳酸根离子会发生水解反应：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，所以Na₂CO₃溶液呈碱性，
故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
（3）B为O元素，C为Na元素，D为Al元素，原子的电子层越多，原子半径越大；电子层相同时，核电荷数越大，原子半径越小，则原子半径最大的为Na；
它们的离子核外电子数相同，原子序数越大，离子半径越小，则Al³⁺的半径最小；D为Al元素，M元素与D元素位于不同主族，但由于二者的电负性相近，则M为Be元素，BeO与氢氧化钠反应生成BeO₂^2-和H₂O，其离子方程式为：BeO+2OH^-=BeO₂^2-+H₂O，
故答案为：Na；Al³⁺；BeO+2OH^-=BeO₂^2-+H₂O；
（5）E和F形成的化合物X为SiCl₄，SiCl₄与氢气制取高纯度的单质Si的化学原理是：SiCl₄+2H₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+4HCl，
故答案为：SiCl₄+2H₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+4HCl．

点评 本题考查位置、结构与性质关系的应用，题目难度中等，此类型题的解题规律是：先根据题干信息推断元素，再根据元素化合物知识解决有关问题，侧重于电子排布和元素周期律知识的综合应用的考查．