Question

10．現(xiàn)有10種元素的性質、數(shù)據(jù)如下表所列，它們均為短周期元素．

	A	B	C	D	E	F	G	H	I	J
原子半徑（10-10m）	0.74	1.60	1.52	1.10	0.99	1.86	0.75	0.82	1.02	0.037
最高或最低 化合價		+2	+1	+5	+7	+1	+5	+3	+6	+1
	-2			-3	-1		-3		-2

回答下列問題：
（1）D的元素名稱是磷，H的元素符號是B．
（2）在以上元素形成的最高價氧化物的水化物中，酸性最強的化合物的分子式是HClO₄；化合物J₂A₂的電子式是：，構成該物質的化學鍵類型有極性鍵和非極性鍵；畫出A與B形成化合物的形成過程表示式：_．
（3）若將標況下E的單質3.36L與通入到100mL 2mol/L的FeBr₂溶液中，反應的離子方程式3Cl₂+4Fe²⁺+2Br^-=6Cl^-+4Fe³⁺+Br₂
（4）G的氫化物是一種極易溶于水的氣體．若用圖1所示裝置來收集此氣體并完成噴泉實驗，則氣體應從圖一的B口進入燒瓶（填字母）．燒瓶內收集氣體完成后，經測定瓶內氣體的密度是相同條件下氫氣密度的10.5倍，將此燒瓶按圖二完成噴泉實驗，請說明引發(fā)噴泉的方法用熱毛巾將燒瓶捂熱，NH₃受熱膨脹，趕出玻璃導管內的空氣和水，NH₃與水接觸，即發(fā)生噴泉．實驗完后液體將上升到容器容積的$\frac{2}{3}$．
（5）在Fe（GO₃）₂溶液中加入稀硫酸，溶液變成了黃色，有關反應的離子方程式為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O
（6）甲同學認為I的氧化物IO₂與Na₂O₂反應類似于CO₂與Na₂O₂的反應，該反應的化學方程式是2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂．乙同學認為也有可能部分IO₂被Na₂O₂氧化了，因此固體產物應該是混合物，為了檢驗是否有氧化產物生成，他們設計了如下方案：

上述方案是否合理？不合理．請簡要說明兩點理由：
①若反應后的固體中還殘留有Na₂O₂，則溶于水后，殘留的Na₂O₂會將SO₃^2-氧化為SO₄^2-；
②即使Na₂O₂已完全反應，加入的稀硝酸也能將BaSO₃氧化為BaSO₄．

Answer 1

分析 （1）短周期元素中，A、I都有-2價，處于VIA族，且I有+6價，原子半徑也較大，故A為氧，I為硫；D、G都有+5、-3價，且D的原子半徑較大，故D為磷、G為氮；E有+7、-1價，則E為Cl；C、F、J均有最高價+1，處于IA族，原子半徑F＞C＞J，故F為Na、C為Li、J為氫；B有+2價，H有+3價，分別處于ⅡA族、ⅢA族，且原子半徑B＞磷，H＜Cl，故B為Mg、H為硼；
（2）酸性最強的化合物的是高氯酸；
化合物J₂A₂為H₂O₂，氧原子之間形成1對共用電子對，氧原子與H原子之間形成1對共用電子對；
A與B形成化合物為MgO，由鎂離子與氧離子構成；
（3）還原性Fe²⁺＞Br^-，通入氯氣先發(fā)生反應2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，F(xiàn)e²⁺反應完畢，剩余的氯氣再發(fā)生反應2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-，根據(jù)離子方程式計算被氧化Br^-的物質的量，進而書寫總反應離子方程式；
（4）G的氫化物為NH₃，密度比空氣小，采取向上排空氣法收集；
用熱毛巾將燒瓶捂熱，NH₃受熱膨脹，趕出玻璃導管內的空氣和水，NH₃與水接觸；
瓶內氣體的密度是相同條件下氫氣密度的10.5倍，則平均相對分子質量為21，計算瓶內氨氣與空氣的體積之比，液體上升體積為容器內氨氣體積；
（5）酸性條件下硝酸根具有強氧化性，將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原為NO；
（6）SO₂與Na₂O₂反應類似于CO₂與Na₂O₂的反應，反應生成Na₂SO₃與O₂；
留的Na₂O₂會將SO₃^2-氧化為SO₄^2-，加入的稀硝酸也能將BaSO₃氧化為BaSO₄．

解答 解：（1）短周期元素中，A、I都有-2價，處于VIA族，且I有+6價，原子半徑也較大，故A為氧，I為硫；D、G都有+5、-3價，且D的原子半徑較大，故D為磷、G為氮；E有+7、-1價，則E為Cl；C、F、J均有最高價+1，處于IA族，原子半徑F＞C＞J，故F為Na、C為Li、J為氫；B有+2價，H有+3價，分別處于ⅡA族、ⅢA族，且原子半徑B＞磷，H＜Cl，故B為Mg、H為硼，
故答案為：磷；B；
（2）酸性最強的化合物的是HClO₄；
化合物J₂A₂為H₂O₂，電子式為，含有極性鍵和非極性鍵；
A與B形成化合物為MgO，由鎂離子與氧離子構成，用電子式表示形成過程：，
故答案為：HClO₄；；極性鍵和非極性鍵；；
（3）3.36L氯氣物質的量為$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，F(xiàn)eBr₂物質的量為0.1L×2mol/L=0.2mol，
還原性Fe²⁺＞Br^-，通入氯氣先發(fā)生反應2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，F(xiàn)e²⁺完全反應消耗氯氣為0.2mol×$\frac{1}{2}$=0.1mol，剩余氯氣為0.15mol-0.1mol=0.05mol，剩余的氯氣再發(fā)生反應2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-，0.05mol氯氣反應消耗Br^-為0.05mol×2=0.1mol，Br^-有剩余，故反應中氯氣、Fe²⁺、Br^-的物質的量之比為0.15mol：0.2mol：0.1mol=3：4：2，故總反應離子方程式：3Cl₂+4Fe²⁺+2Br^-=6Cl^-+4Fe³⁺+Br₂ ，
故答案為：3Cl₂+4Fe²⁺+2Br^-=6Cl^-+4Fe³⁺+Br₂ ；
（4）G的氫化物為NH₃，密度比空氣小，采取向上排空氣法收集，氣體應從圖一的 B口進入燒瓶；
用熱毛巾將燒瓶捂熱，NH₃受熱膨脹，趕出玻璃導管內的空氣和水，NH₃與水接觸，即發(fā)生噴泉；
瓶內氣體的密度是相同條件下氫氣密度的10.5倍，則平均相對分子質量為10.5×2=21，設氨氣體積分數(shù)為x，則17x+29（1-x）=21，解得x=$\frac{2}{3}$，實驗完后液體將上升到容器容積的$\frac{2}{3}$，
故答案為：B；用熱毛巾將燒瓶捂熱，NH₃受熱膨脹，趕出玻璃導管內的空氣和水，NH₃與水接觸，即發(fā)生噴泉；$\frac{2}{3}$；
（5）酸性條件下硝酸根具有強氧化性，將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原為NO，反應離子方程式為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（6）SO₂與Na₂O₂反應類似于CO₂與Na₂O₂的反應，反應生成Na₂SO₃與O₂，該反應的化學方程式是：2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂，
若反應后的固體中還殘留有Na₂O₂，則溶于水后，殘留的Na₂O₂會將SO₃^2-氧化為SO₄^2-，即使Na₂O₂已完全反應，加入的稀硝酸也能將BaSO₃氧化為BaSO₄，故該方案不合理，
故答案為：2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂；不合理；若反應后的固體中還殘留有Na₂O₂，則溶于水后，殘留的Na₂O₂會將SO₃^2-氧化為SO₄^2-；即使Na₂O₂已完全反應，加入的稀硝酸也能將BaSO₃氧化為BaSO₄．

點評 本題屬于綜合性題目，涉及結構性質位置關系應用、電子式、離子方程式書寫、化學實驗、化學計算等，注意根據(jù)原子半徑與化合價推斷元素，是對學生綜合能力的考查．