Question

9．X、Z、Q、R、T、U分別代表原子序數(shù)依次增大的短周期元素．X和R屬同族元素；Z和U位于第VII A族；X和Z可形成化合物XZ₄；Q原子的s軌道和p軌道的電子總數(shù)相等；T的一種單質(zhì)在空氣中能夠自燃．
完成下列填空：
（1）R原子的電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p²；X所在周期元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物中，酸性最強的是HNO₃；Z的氫化物的水溶液可用于雕刻玻璃；Q、R、U的單質(zhì)形成的晶體，熔點由高到低的排列順序是Si＞Mg＞Cl₂．
（2）CuSO₄能用作T₄中毒的解毒劑，反應(yīng)可生成T的最高價含氧酸和銅，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是10CuSO₄+P₄+16H₂O→4H₃PO₄+10Cu+10H₂SO₄．
在pH為4～5的環(huán)境中，Cu²⁺、Fe²⁺不生成沉淀，而Fe³⁺幾乎完全沉淀．工業(yè)上制CuCl₂是將濃鹽酸用蒸汽加熱到80℃左右，再慢慢加入粗氧化銅（含F(xiàn)eO），充分?jǐn)嚢枋怪�溶解�?br />（3）除去該溶液中雜質(zhì)離子的方法是在溶液中通入Cl₂，再加入CuO粉末調(diào)節(jié)pH為4～5．
碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下所示，簡要分析和解釋下列有關(guān)事實：

化學(xué)鍵	C-C	C-H	Si-Si	Si-H
鍵能（KJ/mol）	356	413	226	318

（4）硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多，原因是硅烷中的Si-Si鍵和Si-H鍵的鍵能小于烷烴分子中C-C鍵和C-H鍵的鍵能，穩(wěn)定性差，易斷裂，導(dǎo)致長鏈硅烷難以形成．
第三周期部分元素氟化物的熔點如下：

氟化物	NaF	MgF2	SiF4
熔點/K	1266	1534	183

（5）表中三種氟化物熔點差異的原因是NaF與MgF₂為離子晶體，而SiF₄為分子晶體，所以NaF與MgF₂遠(yuǎn)比SiF₄熔點要高；又因為Mg²⁺的半徑小于Na⁺的半徑，所以MgF₂中離子鍵的強度大于NaF中離子鍵的強度，故MgF₂的熔點高于NaF．

Answer 1

分析 X、Z、Q、R、T、U分別代表原子序數(shù)依次增大的短周期元素；Z和U位于第ⅦA族，則Z為F元素，U為Cl；Q基態(tài)原子的s軌道和P軌道的電子總數(shù)相等，原子序數(shù)大于F，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²，故Q為Mg；X和Z可形成化合物XZ₄，X元素表現(xiàn)+4價，原子序數(shù)小于F元素，故X為C元素；X和R屬同族元素，則R為Si；T的一種單質(zhì)在空氣中能夠自燃，原子序數(shù)介于Si與Cl之間，故T為P元素，據(jù)此解答．

解答 解：X、Z、Q、R、T、U分別代表原子序數(shù)依次增大的短周期元素；Z和U位于第ⅦA族，則Z為F元素，U為Cl；Q基態(tài)原子的s軌道和P軌道的電子總數(shù)相等，原子序數(shù)大于F，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²，故Q為Mg；X和Z可形成化合物XZ₄，X元素表現(xiàn)+4價，原子序數(shù)小于F元素，故X為C元素；X和R屬同族元素，則R為Si；T的一種單質(zhì)在空氣中能夠自燃，原子序數(shù)介于Si與Cl之間，故T為P元素，
（1）R為Si元素，基態(tài)原子的電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p²，X為C，所在周期元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物中，酸性最強的是HNO₃，Z為F元素，氫化物的水溶液可與二氧化硅反應(yīng)，可用于雕刻玻璃，Si為原子晶體，Mg為金屬晶體，氯氣晶體為分子晶體，熔點由高到低的排列順序是Si＞Mg＞Cl₂，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p²；HNO₃；雕刻玻璃；Si＞Mg＞Cl₂；
（2）CuSO₄溶液能用作P₄中毒的解毒劑，反應(yīng)生成磷酸和銅，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：P₄+10CuSO₄+16H₂O=10Cu+4H₃PO₄+10H₂SO₄，
故答案為：10CuSO₄+P₄+16H₂O→4H₃PO₄+10Cu+10H₂SO₄；
（3）在pH為4～5的環(huán)境中，Cu²⁺、Fe²⁺不生成沉淀，而Fe³⁺幾乎完全沉淀，要除去溶液中的Fe²⁺離子，應(yīng)先加入適當(dāng)?shù)难趸瘎┞葰�，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，然后加入適當(dāng)CuO粉末調(diào)節(jié)溶液pH，以除去Fe³⁺，
故答案為：在溶液中通入Cl₂，再加入CuO粉末調(diào)節(jié)pH為4～5；
（4）由表中數(shù)據(jù)可知，C-C鍵和C-H鍵較強，所形成的烷烴穩(wěn)定．而硅烷中Si-Si鍵和Si-H鍵的鍵能較低，易斷裂，導(dǎo)致長鏈硅烷難以生成，
故答案為：硅烷中的Si-Si鍵和Si-H鍵的鍵能小于烷烴分子中C-C鍵和C-H鍵的鍵能，穩(wěn)定性差，易斷裂，導(dǎo)致長鏈硅烷難以形成；
（5）NaF與 MgF₂為離子晶體，SiF₄為分子晶體，離子晶體熔點比分子晶體熔點高，故SiF₄的熔點低，影響離子晶體熔點高低的因素為離子半徑和電荷，Mg²⁺的半徑比Na⁺的半徑小，MgF₂中離子鍵更強，熔點更高，
故答案為：NaF與MgF₂為離子晶體，而SiF₄為分子晶體，所以NaF與MgF₂遠(yuǎn)比SiF₄熔點要高；又因為Mg²⁺的半徑小于Na⁺的半徑，所以MgF₂中離子鍵的強度大于NaF中離子鍵的強度，故MgF₂的熔點高于NaF．

點評 本題考查較為綜合，多角度考查原子結(jié)構(gòu)與元素周期律知識，為高考常見題型和高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，根據(jù)最外層電子數(shù)及原子序數(shù)的關(guān)系確定元素是解題的關(guān)鍵，注意整體把握元素周期表的結(jié)構(gòu)，難度中等．