Question

短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序數(shù)依次增大，A元素陽(yáng)離子的原子核外沒有電子，B元素單質(zhì)的一種同素異形體是自然界中硬度最大的；D元素原子最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的三倍；E與D可形成兩種常見的離子化合物；工業(yè)上常用電解F與D的化合物來制備F單質(zhì)；工業(yè)上也常用A和C的單質(zhì)合成一種原料氣體M．
（1）畫出E元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖

 

．D、E、F的簡(jiǎn)單離子半徑由小到大的順序

 

（用離子符號(hào)表示）．
（2）檢驗(yàn)氣體M的常用方法是

 

．
（3）電動(dòng)汽車的某種燃料電池，通常用NaOH作電解質(zhì)，用F單質(zhì)、石墨作電極，在石墨電極一側(cè)通入空氣，該電池的負(fù)極反應(yīng)式

 

．
（4）化合物FC溶于強(qiáng)堿生成M和一種鹽溶液，向該鹽溶液中通入過量BD₂反應(yīng)的離子方程式是

 

．
（5）F和B形成的一種化合物中F的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%，該化合物與水反應(yīng)可以生成一種含氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的烴，反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．

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元素陽(yáng)離子的原子核外沒有電子，應(yīng)為H元素，B元素單質(zhì)的一種同素異形體是自然界中硬度最大的，應(yīng)為C元素，D元素原子最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的三倍，應(yīng)為O元素，A、B、C原子序數(shù)依次增大，故B為N元素，E與D可形成兩種常見的離子化合物，E為Na元素，可與氧氣形成氧化鈉和過氧化鈉兩種化合物，工業(yè)上常用電解F與O的化合物來制備F單質(zhì)，F(xiàn)為Al元素，工業(yè)上也常用H和N的單質(zhì)合成一種原料氣體M，則M為氨氣，據(jù)此解答各小題即可．

解答： 解：依據(jù)分析可知：A為氫，B為碳，C為氮，D為氧，E為鈉，F(xiàn)為鋁，
（1）E為鈉，Na原子中含有11個(gè)質(zhì)子，核外11個(gè)電子，分三層排布，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為：；O、Na、Al的簡(jiǎn)單離子中，核外電子排布相同，原子序數(shù)越小，離子半徑越大，故半徑由小到大的順序?yàn)椋篈l³⁺＜Na⁺＜O^2-；故答案為：；Al³⁺＜Na⁺＜O^2-；
（2）檢驗(yàn)氨氣常用方法是：用潤(rùn)濕的紅色石蕊試紙接近該氣體，若試紙變藍(lán)，證明氨氣存在，
故答案為：用潤(rùn)濕的紅色石蕊試紙接近該氣體，若試紙變藍(lán)，證明氨氣存在；
（3）電動(dòng)汽車的某種燃料電池，通常用NaOH作電解質(zhì)，用Al單質(zhì)、石墨作電極，在石墨電極一側(cè)通入空氣，電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，Al為負(fù)極，在堿性條件下反應(yīng)生成偏鋁酸根，電極反應(yīng)式為：Al+4OH^--3e-=AlO₂^-+2H₂O，故答案為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
（4）化合物AlN溶于強(qiáng)堿生成氨氣和一種鹽（片鋁酸鹽）溶液，過量二氧化碳通入偏鋁酸鹽溶液中發(fā)生的反應(yīng)為：CO₂+2H₂O+AlO₂^-=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，故答案為：CO₂+2H₂O+AlO₂^-=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（5）Al和C形成的一種化合物中Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%，故Al與C的物質(zhì)的量之比為：

75

27

：

25

12

=4：3，故該物質(zhì)為：Al₄C₃，Al₄C₃與水反應(yīng)可以生成一種含氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的烴：甲烷，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Al₄C₃+12H₂O=4Al（OH）₃+3CH₄↑，故答案為：Al₄C₃+12H₂O=4Al（OH）₃+3CH₄↑．

點(diǎn)評(píng)：本題以元素推斷為載體，考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系、常用化學(xué)用語(yǔ)書寫、元素化合物性質(zhì)等、離子半徑比較、氨氣的檢驗(yàn)、原電池原理等，題目難度中等，（5）中注意含氫最高的烴為甲烷．