Question

2．如圖為元素周期表的一部分，請參照元素①～⑩在表中的位置，用化學用語回答下列問題：

（1）畫出⑦的原子結(jié)構(gòu)示意圖；寫出其單質(zhì)的一種重要用途用作半導體材料（或用作太陽能電池板或制作計算機芯片）．
（2）②、⑤、⑥的原子半徑由大到小的順序為Na＞Al＞C；⑦、⑧、⑨的最高價含氧酸的酸性由強到弱的順序是HClO₄＞H₂SO₄＞H₂SiO₃；上述元素形成的氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定的是HF．
（3）②的單質(zhì)與⑧的最高價氧化物對應水化物的濃溶液能發(fā)生反應，其反應的化學方程式為C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O．
（4）表中⑤、⑥、⑨三種元素的最高價氧化物對應水化物之間可以兩兩發(fā)生反應，寫出他們之間兩兩反應的離子方程式Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；OH^-+H⁺=H₂O；Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O．
（5）X、Y是中學化學中的常見物質(zhì)，X、Y分別由元素④、⑤和②、④形成，X與Y的反應是潛水艇和呼吸面具中氧氣的來源．X中含有的化學鍵類型是離子鍵、共價鍵；寫出X、Y之間反應的化學方程式2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；當反應中有3.01×10²³個電子轉(zhuǎn)移時，參加反應的Y的質(zhì)量是22g．

Answer 1

分析 由元素在周期表中位置，可知①為H、②為C、③為N、④為O、⑤為Na、⑥為Al、⑦為Si、⑧為S、⑨為Cl、⑩為F．
（1）⑦為Si，原子核外有14個電子，有3個電子層，各層電子數(shù)為2、8、4，單質(zhì)用作半導體材料（或用作太陽能電池板或制作計算機芯片）；
（2）同周期自左而右原子半徑減小，同主族自上而下原子半徑增大；非金屬性增強，非金屬性越強，最高價含氧酸的酸性越強、氫化物越穩(wěn)定；
（3）碳與濃硫酸在加熱條件下反應生成二氧化碳、二氧化硫與水；
（4）⑤、⑥、⑨三種元素的最高價氧化物對應水化物分別為NaOH、Al（OH）₃、HClO₄，氫氧化鈉與氫氧化鋁反應生成偏鋁酸鈉與水，氫氧化鈉與高氯酸反應生成高氯酸鈉與水，氫氧化鋁與高氯酸反應生成高氯酸鋁與水；
（5）X、Y分別由元素④、⑤和②、④形成，X與Y的反應是潛水艇和呼吸面具中氧氣的來源，則X為Na₂O₂、Y為CO₂，二者反應生成碳酸鈉與氧氣，反應中過氧化鈉起氧化劑、還原劑作用，各占一半，計算參加反應過氧化鈉物質(zhì)的量，再根據(jù)方程式計算二氧化碳物質(zhì)的量，根據(jù)m=nM計算二氧化碳的質(zhì)量．

解答 解：由元素在周期表中位置，可知①為H、②為C、③為N、④為O、⑤為Na、⑥為Al、⑦為Si、⑧為S、⑨為Cl、⑩為F．
（1）⑦為Si，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，單質(zhì)用作半導體材料（或用作太陽能電池板或制作計算機芯片），
故答案為：；用作半導體材料（或用作太陽能電池板或制作計算機芯片）；
（2）同周期自左而右原子半徑減小，同主族自上而下原子半徑增大，故原子半徑：Na＞Al＞C；同周期自左而右非金屬性增強，非金屬性增強，非金屬性越強，最高價含氧酸的酸性越強，故酸性：HClO₄＞H₂SO₄＞H₂SiO₃，上述元素中F元素非金屬性最強，故HF最穩(wěn)定，
故答案為：Na＞Al＞C；HClO₄＞H₂SO₄＞H₂SiO₃；HF；
（3）碳與濃硫酸在加熱條件下反應生成二氧化碳、二氧化硫與水，反應方程式為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
（4）⑤、⑥、⑨三種元素的最高價氧化物對應水化物分別為NaOH、Al（OH）₃、HClO₄，氫氧化鈉與氫氧化鋁反應生成偏鋁酸鈉與水，氫氧化鈉與高氯酸反應生成高氯酸鈉與水，氫氧化鋁與高氯酸反應生成高氯酸鋁與水，反應離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O、OH^-+H⁺=H₂O、Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O，
故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；OH^-+H⁺=H₂O；Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O；
（5）X、Y分別由元素④、⑤和②、④形成，X與Y的反應是潛水艇和呼吸面具中氧氣的來源，則X為Na₂O₂、Y為CO₂，過氧化鈉含有離子鍵、共價鍵，二者反應生成碳酸鈉與氧氣，反應方程式為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，反應中過氧化鈉起氧化劑、還原劑作用，各占一半，轉(zhuǎn)移電子為$\frac{3.01×1{0}^{23}}{6.02×1{0}^{23}mo{l}^{-1}}$=0.5mol，故參加反應過氧化鈉為$\frac{\frac{0.5mol}{2}}{\frac{1}{2}}$=0.5mol，由方程式可知參加反應二氧化碳為0.5mol，其質(zhì)量為0.5mol×44g/mol=22g，
故答案為：離子鍵、共價鍵；2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；22．

點評 本題考查元素周期表與元素周期律應用，注意對基礎(chǔ)知識的理解掌握，有利于基礎(chǔ)知識的鞏固．