Question

A、B、C、D四种元素均为短周期元素，原子序数依次增大．
①A元素原子最外层电子数是核外电子层数的3倍，A与D同主族，A和D可形成两种化合物X和Y，X和水反应后生成一种具有还原性的二元酸M，M可以使溴水褪色．
②A元素的单质和C元素的单质化合可生成Z，纯净的Z是现代光学及光纤制品的基本原料，可与氢氟酸反应．
③A元素的单质和B元素的单质一定条件下反应生成化合物N，D元素的单质和B元素的单质反应生成化合物G，化合物N和化合物G的相对分子质量相等，且焰色反应均呈黄色．
回答下列问题：
（1）A、B、C、D四种元素的原子半径按由小到大排列的顺序为（用相应的元素符号表示）

 

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（2）M可以使溴水褪色，写出该反应的离子方程式

 

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（3）Z与氢氟酸反应的化学方程式

 

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（4）化合物N与化合物G的水溶液反应，若氧化剂与还原剂物质的量之比为1：1，该反应的化学方程式为

 

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（5）D元素离子的电子结构示意图为

 

，用过量NaOH溶液吸收D的氢化物后，以石墨作电极电解该溶液可回收D的单质，该方法的优点是

 

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Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：A、B、C、D四种元素均为短周期元素，原子序数依次增大．
①A元素原子最外层电子数是核外电子层数的3倍，最外层电子数不能超过8个，K层为最外层不能超过2个，则A是O元素；
A与D同主族且为短周期元素，则D是S元素，A和D可形成两种化合物X和Y，X和水反应后生成一种具有还原性的二元酸M，M可以使溴水褪色，则X是SO₂、M是H₂SO₃、Y是SO₃；
②A元素的单质和C元素的单质化合可生成Z，纯净的Z是现代光学及光纤制品的基本原料，可与氢氟酸反应，则C是Si元素，Z是SiO₂；
③A元素的单质和B元素的单质一定条件下反应生成化合物N，D元素的单质和B元素的单质反应生成化合物G，化合物N和化合物G的相对分子质量相等，且焰色反应均呈黄色，则B是Na元素，G是Na₂S、N是Na₂O₂．

解答： 解：A、B、C、D四种元素均为短周期元素，原子序数依次增大．
①A元素原子最外层电子数是核外电子层数的3倍，最外层电子数不能超过8个，K层为最外层不能超过2个，则A是O元素；
A与D同主族且为短周期元素，则D是S元素，A和D可形成两种化合物X和Y，X和水反应后生成一种具有还原性的二元酸M，M可以使溴水褪色，则X是SO₂、M是H₂SO₃、Y是SO₃；
②A元素的单质和C元素的单质化合可生成Z，纯净的Z是现代光学及光纤制品的基本原料，可与氢氟酸反应，则C是Si元素，Z是SiO₂；
③A元素的单质和B元素的单质一定条件下反应生成化合物N，D元素的单质和B元素的单质反应生成化合物G，化合物N和化合物G的相对分子质量相等，且焰色反应均呈黄色，则B是Na元素，G是Na₂S、N是Na₂O₂．
（1）A、B、C、D分别是O、Na、Si、S元素，电子层数越多其原子半径越大，同一周期元素，原子半径随着原子序数增大而减小，所以四种元素的原子半径按由小到大排列的顺序为O＜S＜Si＜Na，故答案为：O＜S＜Si＜Na；
（2）M是H₂SO₃，H₂SO₃具有还原性，Br₂具有氧化性，二者发生氧化还原反应生成氯气和HBr，离子方程式为H₂SO₃+Br₂+H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-，故答案为：H₂SO₃+Br₂+H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-；
（3）Z是SiO₂，Z与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，化学方程式为SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O，故答案为：SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O；
（4）G是Na₂S、N是Na₂O₂，化合物N与化合物G的水溶液反应，若氧化剂与还原剂物质的量之比为1：1，二者反应生成S和氢氧化钠，该反应的化学方程式为Na₂O₂+Na₂S+2H₂O=4NaOH+S↓，故答案为：Na₂O₂+Na₂S+2H₂O=4NaOH+S↓；
（5）D是S元素，S离子核外有3个电子层、18个电子，S元素离子的电子结构示意图为，用过量NaOH溶液吸收D的氢化物后，溶液中的溶质是硫化钠，以石墨作电极电解该溶液可回收D的单质，阳极上硫离子放电生成S单质，阴极上氢离子放电生成氢气，同时溶液中生成NaOH，NaOH能循环利用，且副产物氢气能作燃料或化工原料，故答案为：；生成的NaOH可循环利用，副产物氢气可以作为化工原料或燃料．

点评：本题考查较综合，涉及元素周期律、氧化还原反应、电解原理等知识点，根据物质的性质、元素周期律分析解答，注意基础知识的积累．