Question

A、B、C、D四種元素均為短周期元素，原子序數(shù)依次增大．
①A元素原子最外層電子數(shù)是核外電子層數(shù)的3倍，A與D同主族，A和D可形成兩種化合物X和Y，X和水反應(yīng)后生成一種具有還原性的二元酸M，M可以使溴水褪色．
②A元素的單質(zhì)和C元素的單質(zhì)化合可生成Z，純凈的Z是現(xiàn)代光學(xué)及光纖制品的基本原料，可與氫氟酸反應(yīng)．
③A元素的單質(zhì)和B元素的單質(zhì)一定條件下反應(yīng)生成化合物N，D元素的單質(zhì)和B元素的單質(zhì)反應(yīng)生成化合物G，化合物N和化合物G的相對(duì)分子質(zhì)量相等，且焰色反應(yīng)均呈黃色．
回答下列問題：
（1）A、B、C、D四種元素的原子半徑按由小到大排列的順序?yàn)椋ㄓ孟鄳?yīng)的元素符號(hào)表示）

 

．
（2）M可以使溴水褪色，寫出該反應(yīng)的離子方程式

 

．
（3）Z與氫氟酸反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（4）化合物N與化合物G的水溶液反應(yīng)，若氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1：1，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（5）D元素離子的電子結(jié)構(gòu)示意圖為

 

，用過量NaOH溶液吸收D的氫化物后，以石墨作電極電解該溶液可回收D的單質(zhì)，該方法的優(yōu)點(diǎn)是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：A、B、C、D四種元素均為短周期元素，原子序數(shù)依次增大．
①A元素原子最外層電子數(shù)是核外電子層數(shù)的3倍，最外層電子數(shù)不能超過8個(gè)，K層為最外層不能超過2個(gè)，則A是O元素；
A與D同主族且為短周期元素，則D是S元素，A和D可形成兩種化合物X和Y，X和水反應(yīng)后生成一種具有還原性的二元酸M，M可以使溴水褪色，則X是SO₂、M是H₂SO₃、Y是SO₃；
②A元素的單質(zhì)和C元素的單質(zhì)化合可生成Z，純凈的Z是現(xiàn)代光學(xué)及光纖制品的基本原料，可與氫氟酸反應(yīng)，則C是Si元素，Z是SiO₂；
③A元素的單質(zhì)和B元素的單質(zhì)一定條件下反應(yīng)生成化合物N，D元素的單質(zhì)和B元素的單質(zhì)反應(yīng)生成化合物G，化合物N和化合物G的相對(duì)分子質(zhì)量相等，且焰色反應(yīng)均呈黃色，則B是Na元素，G是Na₂S、N是Na₂O₂．

解答： 解：A、B、C、D四種元素均為短周期元素，原子序數(shù)依次增大．
①A元素原子最外層電子數(shù)是核外電子層數(shù)的3倍，最外層電子數(shù)不能超過8個(gè)，K層為最外層不能超過2個(gè)，則A是O元素；
A與D同主族且為短周期元素，則D是S元素，A和D可形成兩種化合物X和Y，X和水反應(yīng)后生成一種具有還原性的二元酸M，M可以使溴水褪色，則X是SO₂、M是H₂SO₃、Y是SO₃；
②A元素的單質(zhì)和C元素的單質(zhì)化合可生成Z，純凈的Z是現(xiàn)代光學(xué)及光纖制品的基本原料，可與氫氟酸反應(yīng)，則C是Si元素，Z是SiO₂；
③A元素的單質(zhì)和B元素的單質(zhì)一定條件下反應(yīng)生成化合物N，D元素的單質(zhì)和B元素的單質(zhì)反應(yīng)生成化合物G，化合物N和化合物G的相對(duì)分子質(zhì)量相等，且焰色反應(yīng)均呈黃色，則B是Na元素，G是Na₂S、N是Na₂O₂．
（1）A、B、C、D分別是O、Na、Si、S元素，電子層數(shù)越多其原子半徑越大，同一周期元素，原子半徑隨著原子序數(shù)增大而減小，所以四種元素的原子半徑按由小到大排列的順序?yàn)镺＜S＜Si＜Na，故答案為：O＜S＜Si＜Na；
（2）M是H₂SO₃，H₂SO₃具有還原性，Br₂具有氧化性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣和HBr，離子方程式為H₂SO₃+Br₂+H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-，故答案為：H₂SO₃+Br₂+H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-；
（3）Z是SiO₂，Z與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅和水，化學(xué)方程式為SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O，故答案為：SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O；
（4）G是Na₂S、N是Na₂O₂，化合物N與化合物G的水溶液反應(yīng)，若氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1：1，二者反應(yīng)生成S和氫氧化鈉，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂O₂+Na₂S+2H₂O=4NaOH+S↓，故答案為：Na₂O₂+Na₂S+2H₂O=4NaOH+S↓；
（5）D是S元素，S離子核外有3個(gè)電子層、18個(gè)電子，S元素離子的電子結(jié)構(gòu)示意圖為，用過量NaOH溶液吸收D的氫化物后，溶液中的溶質(zhì)是硫化鈉，以石墨作電極電解該溶液可回收D的單質(zhì)，陽極上硫離子放電生成S單質(zhì)，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)溶液中生成NaOH，NaOH能循環(huán)利用，且副產(chǎn)物氫氣能作燃料或化工原料，故答案為：；生成的NaOH可循環(huán)利用，副產(chǎn)物氫氣可以作為化工原料或燃料．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較綜合，涉及元素周期律、氧化還原反應(yīng)、電解原理等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)、元素周期律分析解答，注意基礎(chǔ)知識(shí)的積累．