Question

15．如图1是部分短周期元素的常见化合价与原子序数的关系图：

（1）写出A在元素周期表中的位置第二周期ⅣA族；
（2）D在空气中燃烧生成物的电子式为；其所含化学键类型为共价键、离子键；
（3）C^2-、D⁺、G^2-离子半径大小顺序是S^2-＞O^2-＞Na⁺（用离子符号回答）；
（4）C、G元素所形成的氢化物稳定性为H₂S＜H₂O（填化学式），原因是：O的非金属性大于S；
（5）A的某氢化物分子式为A₂H₆，将含630mol电子的A₂H₆在氧气中完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量为QkJ，请写出表示A₂H₆燃烧热的热化学方程式：C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（L）?△H=-$\frac{Q}{35}$kJ•mol^-1；
（6）某同学设计实验证明A、B、F的非金属性强弱关系，装置如图2．
①溶液a和b分别为硝酸，饱和NaHCO₃溶液；
②溶液c中发生反应的离子方程式为SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-或SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-．

Answer 1

分析 由图中化合价可知，A、F的化合价都为+4、-4价，二者同主族，且F的原子序数较大，故A为C元素、故F为Si元素；C的化合价为-2价，没有正化合价，故C为O元素；D的化合价为+1价，处于ⅠA族，原子序数大于O元素，故D为Na元素；E为+3价，为Al元素；G的最高正价为+6价、最低价为-2，应为S元素；B的有+5、-3价，处于ⅤA族，原子序数介于C、O之间，则B为N元素，
（1）A为C元素，位于周期表第二周期ⅣA族；
（2）D为Na元素，空气中燃烧生成物为过氧化钠，为离子化合物，含有共价键、离子键；
（3）电子层结构相同核电荷数越大离子半径越小，电子层越多离子半径越大；
（4）非金属性O＞S，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定；
（5）A为C元素，氢化物分子式为C₂H₆，1molC₂H₆含有18mol电子，含630mol电子的C₂H₆的物质的量为$\frac{630}{18}$mol=35mol；
（6）由装置图可知，实验原理是利用强酸制备弱酸，硝酸易挥发，为防止干扰应除去，故锥形瓶中产生二氧化碳，应为硝酸与碳酸盐反应，溶液b吸收挥发的硝酸，应为饱和的碳酸氢钠，烧杯中应是二氧化碳与硅酸钠反应生成硅酸．

解答 解：由图中化合价可知，A、F的化合价都为+4、-4价，二者同主族，且F的原子序数较大，故A为C元素、故F为Si元素；C的化合价为-2价，没有正化合价，故C为O元素；D的化合价为+1价，处于ⅠA族，原子序数大于O元素，故D为Na元素；E为+3价，为Al元素；G的最高正价为+6价、最低价为-2，应为S元素；B的有+5、-3价，处于ⅤA族，原子序数介于C、O之间，则B为N元素，
（1）A为C元素，原子核外有2个电子层，最外层电子数为4，则位于周期表第二周期ⅣA族，故答案为：第二周期ⅣA族；
（2）D为Na元素，空气中燃烧生成物为过氧化钠，为离子化合物，含有共价键、离子键，电子式为，
故答案为：； 共价键、离子键；
（3）电子层结构相同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-＞O^2-＞Na⁺，故答案为：S^2-＞O^2-＞Na⁺；
（4）非金属性O＞S，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，则非金属性H₂S＜H₂O，故答案为：H₂S＜H₂O；O的非金属性大于S；
（5）A为C元素，氢化物分子式为C₂H₆，1molC₂H₆含有18mol电子，含630mol电子的C₂H₆的物质的量为$\frac{630}{18}$mol=35mol，
在氧气中完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量为QkJ，则C₂H₆燃烧热的热化学方程式为C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（L）?△H=-$\frac{Q}{35}$ kJ•mol^-1，
故答案为：C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（L）?△H=-$\frac{Q}{35}$ kJ•mol^-1；
（6）由装置图可知，实验原理是利用强酸制备弱酸，硝酸易挥发，为防止干扰应除去，故锥形瓶中产生二氧化碳，应为硝酸与碳酸盐反应，溶液b吸收挥发的硝酸，应为饱和的碳酸氢钠，烧杯中应是二氧化碳与硅酸钠反应生成硅酸，
①由上述分析可知，溶液a为硝酸，溶液b为饱和NaHCO₃溶液，故答案为：硝酸；饱和NaHCO₃溶液；
②溶液c中的离子方程式为：SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-或SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-，
故答案为：SiO₃^2-+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+CO₃^2-或SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-．

点评 本题考查结构性质位置关系，为高考常见题型和高频考点，侧重于学生的分析、计算和实验能力的考查，题目涉及半径比较、电子式、化学实验、氧化还原反应计算、离子方程式的书写等，难度中等，注意把握非金属性的比较角度．