Question

A、B、C、D、E、F、G都是短周期主族元素，它們的核電荷數(shù)依次增大．元素A的原子核內僅有一個質子，A、D同主族，B、C為同周期元素且與A能形成相同電子數(shù)的化合物，C與F同主族，F(xiàn)的質子數(shù)為C的2倍，元素E的最外層電子數(shù)比K層電子數(shù)多1，B、C、F的質子數(shù)之和等于E、G的質子數(shù)之和．請回答下列問題：
（1）寫出由上述至少兩種元素組成的具有漂白作用的物質的化學式

SO₂、Na₂O₂、HClO、NaClO

（至少寫出四種）．
（2）A分別與B、C、G能形成相應的最常見三種化合物，這三種化合物的沸點由高到低的順序為

H₂O＞HCl＞CH₄

（用化學式表示）．
（3）由A、B、C、D四種元素組成的一種常見化合物的溶液分別與由A、C、D、E四種元素組成的一種化合物的溶液和由E、G兩種元素組成的一種化合物的溶液都能反應得到同一種白色沉淀，寫出上述兩個反應的離子方程式

HCO₃^-+[Al（OH）₄]^-+H₂O═CO₃^2-+Al（OH）₃↓

、

3HCO₃^-+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3CO₂↑

．
（4）D、E兩種元素的原子都能形成相應的離子，則兩離子半徑大小關系為

r（Na⁺）＞r（Al³⁺）

（用離子符號表示）；將D、E兩種元素的單質同時投入水中，充分反應后，測得溶液中只有一種溶質，且無固體物質剩余，則所投入到水中的D的單質和E的單質的質量之比為

23：27

，上述反應的化學方程式為

Na+Al+4H₂O═Na[Al（OH）₄]+2H₂↑

；若D的單質的物質的量為x mol，則上述反應中得到另一物質的物質的量為

2xmol

．

Answer 1

分析：元素A的原子核內僅有一個質子，則A為H元素，A、D同主族，且A、B、C、D、E、F、G都是短周期主族元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，可知D為Na元素，C與F同主族，F(xiàn)的質子數(shù)為C的2倍，則C為O元素，F(xiàn)為S元素，元素E的最外層電子數(shù)比K層電子數(shù)多1，應為Al元素，B、C為同周期元素，應為第二周期元素，且與A能形成相同電子數(shù)的化合物，則B可能為C元素，也可能為N元素，根據(jù)B、C、F的質子數(shù)之和等于E、G的質子數(shù)之和，如B為C元素，則6+8+16=13+G，G的原子序數(shù)為17，應為Cl元素，如B為N元素，則7+8+16=13+G，G的原子序數(shù)為18，為Ar元素，不屬于主族元素，不符合題意，
根據(jù)元素所在周期表中的位置結合元素周期律推斷元素、單質及其化合物的性質．

解答：解：元素A的原子核內僅有一個質子，則A為H元素，A、D同主族，且A、B、C、D、E、F、G都是短周期主族元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，可知D為Na元素，C與F同主族，F(xiàn)的質子數(shù)為C的2倍，則C為O元素，F(xiàn)為S元素，元素E的最外層電子數(shù)比K層電子數(shù)多1，應為Al元素，B、C為同周期元素，應為第二周期元素，且與A能形成相同電子數(shù)的化合物，則B可能為C元素，也可能為N元素，根據(jù)B、C、F的質子數(shù)之和等于E、G的質子數(shù)之和，如B為C元素，則6+8+16=13+G，G的原子序數(shù)為17，應為Cl元素，如B為N元素，則7+8+16=13+G，G的原子序數(shù)為18，為Ar元素，不屬于主族元素，不符合題意，
根據(jù)題設條件可推知A為H、B為C、C為O、D為Na、E為Al、F為S、G為Cl，
（1）H₂O₂、Na₂O₂、NaClO、HClO、SO₂等均具有漂白性，故答案為：SO₂、Na₂O₂、HClO、NaClO；
（2）由于H₂O分子間存在氫鍵，其沸點高于HCl、CH₄，又由于HCl的相對分子質量大于CH₄，HCl的沸點高于CH₄，故沸點由高到低的順序為：H₂O＞HCl＞CH₄，故答案為：H₂O＞HCl＞CH₄；
（3）A、B、C、D四種元素組成的化合物為NaHCO₃，HCO₃^-能分別與[Al（OH）₄]^-和Al³⁺反應生成Al（OH）₃沉淀，其相關反應的離子方程式為：HCO₃^-+[Al（OH）₄]^-═CO₃^2-+Al（OH）₃↓+H₂O，3HCO₃^-+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案為：HCO₃^-+[Al（OH）₄]^-+H₂O═CO₃^2-+Al（OH）₃↓；3HCO₃^-+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（4）Al³⁺和Na⁺有相同的電子層結構，根據(jù)具有相同電子層結構的微粒，其原子序數(shù)越小離子半徑越大，
可得r（Na⁺）＞r（Al³⁺），Na首先與H₂O反應生成NaOH：2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑，
Al再與NaOH反應剛好生成NaAlO₂：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，其總反應式為：Na+Al+2H₂O═NaAlO₂+2H₂↑，
故參與反應的Na、Al的質量比為23：27，反應得到H₂的物質的量為Na的2倍，即為2xmol，
故答案為：r（Na⁺）＞r（Al³⁺）；23：27；Na+Al+4H₂O═Na[Al（OH）₄]+2H₂↑；2xmol．

點評：本題考查位置結構性子關系及應用，題目難度較大，正確推斷元素的種類為解答該題的關鍵，注意把握元素周期律的遞變規(guī)律和物質的性質．