Question

15．A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素，其中僅含有一種金屬元素，A和D最外層電子數(shù)相同；B、C和E在周期表中相鄰，且C、E同主族．B、C的最外層電子數(shù)之和等于D的原子核外電子數(shù)，A和C可形成兩種常見的液態(tài)化合物．
請回答下列問題：
（l）B的原子結(jié)構(gòu)示意圖；
（2）C、D、E三種原子對應的離子半徑由大到小的順序是S^2-＞O^2-＞Na⁺ （填具體離子符號）；由A、B、C三種元素按  4：2：3組成的化合物所含的化學鍵類型屬于離子鍵、共價鍵． 
（3）用某種廢棄的金屬易拉罐與 A、C、D組成的化合物溶液反應，該反應的離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（4）C和E兩元素相比較，非金屬性較強的是氧（填“元素名稱”），可以驗證該結(jié)論的是CD （填“序號”）．
A．比較這兩種元素的氣態(tài)氫化物的沸點
B．比較這兩種元素的單質(zhì)在常溫下的狀態(tài)
C．比較這兩種元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性
D．比較這兩種元素的單質(zhì)與氫氣化合的難易
（5）A、C兩元素的單質(zhì)與熔融K₂CO₃組成的燃料電池，其負極反應式H₂+CO₃^2--2e^-=CO₂↑+H₂O；用該電池電解lLlmol/LNaCl溶液，當消耗標準狀況下1．l2LA₂時，NaCl溶液的pH=13   （假設電解過程中溶液的體積不變）

Answer 1

分析 A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素，其中僅含有一種金屬元素，A和C可形成兩種常見的液態(tài)化合物，則A為H元素、C為O元素，二者形成的液態(tài)化合物為H₂O、H₂O₂，A和D最外層電子數(shù)相同，二者同主族，結(jié)合原子序數(shù)可知，D為Na；B、C和E在周期表中相鄰，且C、E同主族，B、C的最外層電子數(shù)之和等于D的原子核外電子數(shù)，則B、C最外層電子數(shù)分別為5、6，可推知B為N元素、C為O元素、E為S元素，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素，其中僅含有一種金屬元素，A和C可形成兩種常見的液態(tài)化合物，則A為H元素、C為O元素，二者形成的液態(tài)化合物為H₂O、H₂O₂，A和D最外層電子數(shù)相同，二者同主族，結(jié)合原子序數(shù)可知，D為Na；B、C和E在周期表中相鄰，且C、E同主族，B、C的最外層電子數(shù)之和等于D的原子核外電子數(shù)，則B、C最外層電子數(shù)分別為5、6，可推知B為N元素、C為O元素、E為S元素．
（l）B為N元素，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，故答案為：；
（2）C、D、E三種原子對應的離子分別為O^2-、Na⁺、S^2-，電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，電子層越多離子半徑越大，故離子半徑：S^2-＞O^2-＞Na⁺；
由H、N、O三種元素按 4：2：3組成的化合物為NH₄NO₃，所含的化學鍵有：離子鍵、共價鍵，
故答案為：S^2-＞O^2-＞Na⁺；離子鍵、共價鍵；
（3）金屬易拉罐含有金屬Al，A、C、D組成的化合物為NaOH，二者該反應的離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（4）氧與硫同主族，從上到下非金屬性在減弱，則非金屬性O＞S，
A．沸點屬于物理性質(zhì)，不能比較元素的非金屬性強弱，故A錯誤；
B．單質(zhì)的狀態(tài)屬于物理性質(zhì)，不能比較元素的非金屬性強弱，故B錯誤；
C．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性，元素的非金屬性越強，可以利用氫化物穩(wěn)定性比較，故C正確；
D．元素的單質(zhì)與氫氣化合的越容易，單質(zhì)越活潑，元素的非金屬性越強，故D正確；
故答案為：氧；CD；
（5）氫氣、氧氣與熔融K₂CO₃，組成的燃料電池，氫氣在負極放電，在熔融碳酸鉀條件下生成二氧化碳與水，電解反應式為：H₂+CO₃^2--2e^-=CO₂↑+H₂O；
用該電池電解1L 1mol/LNaCl溶液，當消耗標準狀況下1.12LH₂時，氫氣的物質(zhì)的量=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，生成的NaOH物質(zhì)的量=0.05mol×2=0.1mol，故n（OH^-）=0.1mol/L，則c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{0.1}$=10^-13，故l溶液的pH=-lg10^-13=13，
故答案為：H₂+CO₃^2--2e^-=CO₂↑+H₂O；13．

點評 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關系綜合應用，推斷元素是解題關鍵，涉及原子結(jié)構(gòu)示意圖、微粒半徑比較、化學鍵、原電池與電解、化學計算、非金屬性比較等，難度中等，是對知識綜合運用與學生能力考查，難度中等．