Question

18．元素是構(gòu)成我們生活的世界中一切物質(zhì)的“原材料”．
（1）自18世紀(jì)以來(lái)，科學(xué)家們不斷探索元素之謎．通過(guò)從局部到系統(tǒng)的研究過(guò)程，逐漸發(fā)現(xiàn)了元素之間的內(nèi)在聯(lián)系．下面列出了幾位杰出科學(xué)家的研究工作．

序號(hào)	①	②	③	④
科學(xué)家	紐蘭茲	道爾頓	德貝萊納	尚古爾多
工作	發(fā)現(xiàn)“八音律”，指出從某一指定的元素起，第八個(gè)元素是第一個(gè)元素的某種重復(fù)	創(chuàng)立 近代原子論，率先開(kāi)始相對(duì)原子質(zhì)量的測(cè)定工作	發(fā)現(xiàn)了5組性質(zhì)相似的“三元素組”，中間元素的相對(duì)原子質(zhì)量為前后兩種元素相對(duì)原子質(zhì)量的算術(shù)平均值	認(rèn)為 各元素組之間并非毫不相關(guān)，可以用相對(duì)原子質(zhì)量把它們按從小到大的順序串聯(lián)

上述科學(xué)家的研究按照時(shí)間先后排序合理的是②③④①（填數(shù)字序號(hào)）．
（2）1869年，門(mén)捷列夫在前人研究的基礎(chǔ)上制出了第一張?jiān)�素周期表，如圖1所示．

①門(mén)捷列夫?qū)⒁延性�素按照相�?duì)原子質(zhì)量排序，同一橫行（填“橫行”或“縱列”）元素性質(zhì)相似．結(jié)合表中信息，猜想第4列方框中“？=70”的問(wèn)號(hào)表達(dá)的含義是相對(duì)原子質(zhì)量為70的元素，第5列方框中“Te=128？”的問(wèn)號(hào)表達(dá)的含義是懷疑Te的相對(duì)原子質(zhì)量不是128．
②到20世紀(jì)初，門(mén)捷列夫周期表中為未知元素留下的空位逐漸被填滿．而且，隨著原子結(jié)構(gòu)的逐漸揭秘，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了元素性質(zhì)不是隨著相對(duì)原子質(zhì)量遞增呈現(xiàn)周期性變化，而是隨著原子序數(shù)（核電荷數(shù)）遞增呈現(xiàn)周期性變化．其本質(zhì)原因是
A（填字母序號(hào)）．
A．隨著核電荷數(shù)遞增，原子核外電子排布呈現(xiàn)周期性變化
B．隨著核電荷數(shù)遞增，原子半徑呈現(xiàn)周期性變化
C．隨著核電荷數(shù)遞增，元素最高正化合價(jià)呈現(xiàn)周期性變化
（3）在現(xiàn)有的元素周期表中有A、B、D、E、X、Y、Z七種短周期元素．X與Y處于同一周期，Y的最高價(jià)氧化物的水化物與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿均能反應(yīng)．Z的單質(zhì)常溫下為氣態(tài)，同條件下相對(duì)于氫氣的密度比為35.5．其余信息如圖2所示：
①上述七種元素中，處于第二周期的有C、N（用元素符號(hào)表示，下同），X在周期表中的位置是第三周期，第ⅠA族．
②E的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，寫(xiě)出Z元素氣態(tài)氫化物的電子式：．
③B單質(zhì)與E的最高價(jià)氧化物的水化物在一定條件下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；Y單質(zhì)與X的最高價(jià)氧化物的水化物溶液反應(yīng)的離子方程式為2Al+2H₂O+2OH^-═2AlO₂^-+3H₂↑．
④B和D的最高價(jià)氧化物的水化物的化學(xué)式分別為H₂CO₃、HNO₃，二者酸性前者弱于（填“強(qiáng)于”或“弱于”）后者，原因是B和D的非金屬性有差異，利用原子結(jié)構(gòu)解釋產(chǎn)生差異的原因：C原子和N原子具有相同電子層，N原子的核電荷數(shù)多于C，N原子半徑小于C，N原子核對(duì)最外層電子的吸引作用大于C，故N非金屬性強(qiáng)于C．

Answer 1

分析 （1）1865年，紐蘭茲發(fā)現(xiàn)“八音律”，指出從某一指定的元素起，第八個(gè)元素是第一個(gè)元素的某種重復(fù)，1803年，道爾頓創(chuàng)立 近代原子論，率先開(kāi)始相對(duì)原子質(zhì)量的測(cè)定工作，1829年，德貝萊納發(fā)現(xiàn)了5組性質(zhì)相似的“三元素組”，中間元素的相對(duì)原子質(zhì)量為前后兩種元素相對(duì)原子質(zhì)量的算術(shù)平均值，1862年，尚古爾多認(rèn)為 各元素組之間并非毫不相關(guān)，可以用相對(duì)原子質(zhì)量把它們按從小到大的順序串聯(lián)；
（2）①結(jié)合表中給出的是相對(duì)原子質(zhì)量分析；相對(duì)原子質(zhì)量為70的元素信息分析；結(jié)合表中信息；表中提供的數(shù)據(jù)都是元素的相對(duì)原子質(zhì)量，據(jù)此進(jìn)行分析；“Te=128？”懷疑Te的相對(duì)原子質(zhì)量不是128；
②科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了元素性質(zhì)不是隨著相對(duì)原子質(zhì)量遞增呈現(xiàn)周期性變化，而是隨著原子序數(shù)（核電荷數(shù)）遞增呈現(xiàn)周期性變化．其本質(zhì)原因是隨著核電荷數(shù)遞增，原子核外電子排布呈現(xiàn)周期性變化；
（3）Y的最高價(jià)氧化物的水化物與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿均能反應(yīng)，故Y是兩性元素且是短周期元素，故Y為Al，X與Y處于同一周期，故X為第三周期元素，且X最外層1個(gè)電子，故X為Na，Z的單質(zhì)常溫下為氣態(tài)，同條件下相對(duì)于氫氣的密度比為35.5．故Z為Cl，同一周期從左到右，半徑依次減小，故B和D為第二周期元素，E為第三周期元素，B最外層4個(gè)電子，故B為C，D最外層5個(gè)電子，故D為N，E最外層6個(gè)電子，故E為S，據(jù)此進(jìn)行分析，
①上述七種元素中，處于第二周期的有C、N；X為Na，在周期表中的位置是第三周期，第ⅠA族；
②E為S，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為；Z為Cl，其氣態(tài)氫化物為HCl，氫原子最外層1個(gè)電子，氯原子最外層7個(gè)電子，HCl分子是由1個(gè)氫原子和1個(gè)氯原子通過(guò)共用1對(duì)電子結(jié)合而成的共價(jià)化合物；
③B為C與E的最高價(jià)氧化物的水化物為H₂SO₄，反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化硫和水；Y為Al與X的最高價(jià)氧化物的水化物為NaOH，反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水；
④B和D的最高價(jià)氧化物的水化物的化學(xué)式分別為H₂CO₃、HNO₃；C原子和N原子具有相同電子層，N原子的核電荷數(shù)多于C，N原子半徑小于C，N原子核對(duì)最外層電子的吸引作用大于C；故N非金屬性強(qiáng)于C．

解答 解：（1）1865年，紐蘭茲發(fā)現(xiàn)“八音律”，指出從某一指定的元素起，第八個(gè)元素是第一個(gè)元素的某種重復(fù)，1803年，道爾頓創(chuàng)立 近代原子論，率先開(kāi)始相對(duì)原子質(zhì)量的測(cè)定工作，1829年，德貝萊納發(fā)現(xiàn)了5組性質(zhì)相似的“三元素組”，中間元素的相對(duì)原子質(zhì)量為前后兩種元素相對(duì)原子質(zhì)量的算術(shù)平均值，1862年，尚古爾多認(rèn)為 各元素組之間并非毫不相關(guān)，可以用相對(duì)原子質(zhì)量把它們按從小到大的順序串聯(lián)，故上述科學(xué)家的研究按照時(shí)間先后排序合理的是②③④①，
故答案為：②③④①；
（2）①結(jié)合表中信息得，給出的是元素的相對(duì)原子質(zhì)量，故同一橫行元素性質(zhì)相似；結(jié)合表中信息，猜想第4列方框中“？=70”的問(wèn)號(hào)表達(dá)的含義是相對(duì)原子質(zhì)量為70的元素；“Te=128？”懷疑Te的相對(duì)原子質(zhì)量不是128，故第5列方框中“Te=128？”的問(wèn)號(hào)表達(dá)的含義是懷疑Te的相對(duì)原子質(zhì)量不是128；
故答案為：橫行；相對(duì)原子質(zhì)量為70的元素；懷疑Te的相對(duì)原子質(zhì)量不是128；
②科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了元素性質(zhì)不是隨著相對(duì)原子質(zhì)量遞增呈現(xiàn)周期性變化，而是隨著原子序數(shù)（核電荷數(shù)）遞增呈現(xiàn)周期性變化．其本質(zhì)原因是隨著核電荷數(shù)遞增，原子核外電子排布呈現(xiàn)周期性變化，
故答案為：A；
（3）Y的最高價(jià)氧化物的水化物與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿均能反應(yīng)，故Y是兩性元素且是短周期元素，故Y為Al，X與Y處于同一周期，故X為第三周期元素，且X最外層1個(gè)電子，故X為Na，Z的單質(zhì)常溫下為氣態(tài)，同條件下相對(duì)于氫氣的密度比為35.5．故Z為Cl，同一周期從左到右，半徑依次減小，故B和D為第二周期元素，E為第三周期元素，B最外層4個(gè)電子，故B為C，D最外層5個(gè)電子，故D為N，E最外層6個(gè)電子，故E為S，據(jù)此進(jìn)行分析，
①上述七種元素中，處于第二周期的有C、N；X為Na，在周期表中的位置是第三周期，第ⅠA族；
故答案為：C、N；第三周期，第ⅠA族；
②E為S，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為；Z為Cl，其氣態(tài)氫化物為HCl，HCl分子是由1個(gè)氫原子和1個(gè)氯原子通過(guò)共用1對(duì)電子結(jié)合而成的共價(jià)化合物其電子式為，
故答案為：；；
③B為C與E的最高價(jià)氧化物的水化物為H₂SO₄，反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化硫和水，故化學(xué)方程式為C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O； Y為Al與X的最高價(jià)氧化物的水化物為NaOH，反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，故化學(xué)方程式為2Al+2H₂O+2NaOH═2NaAlO₂+3H₂↑，據(jù)強(qiáng)酸，強(qiáng)堿，大多數(shù)鹽拆，故離子方程式為2Al+2H₂O+2OH^-═2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；2Al+2H₂O+2OH^-═2AlO₂^-+3H₂↑；
④B和D的最高價(jià)氧化物的水化物的化學(xué)式分別為H₂CO₃、HNO₃；碳酸酸性比硝酸弱；B和D的非金屬性有差異，原因是C原子和N原子具有相同電子層，N原子的核電荷數(shù)多于C，N原子半徑小于C，N原子核對(duì)最外層電子的吸引作用大于C，故N非金屬性強(qiáng)于C，
故答案為：H₂CO₃；HNO₃；弱于；C原子和N原子具有相同電子層，N原子的核電荷數(shù)多于C，N原子半徑小于C，N原子核對(duì)最外層電子的吸引作用大于C，故N非金屬性強(qiáng)于C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，題目難度較大，正確推斷各元素名稱為解答關(guān)鍵，注意熟練掌握原子結(jié)構(gòu)與元素周期表、元素周期律的關(guān)系．