Question

下表中阿拉伯數字（1、2…）是元素周期表中行或列的序號．請參照元素A～J在周期表中的位置，回答下列問題：

縱行 橫行	1	2	13	14	15	16	17	18
1	A
2				B	C	D
3	F		G	H		E	I	J

（1）上表中元素的最高價氧化物對應的水化物中堿性最強的是

NaOH

（用化學式表示）、酸性最強的是

HClO₄

（用化學式表示）；
（2）J的原子結構示意圖為

；C在周期表的第

VA

族；
（3）最高價氧化物對應的水化物能與其氣態氫化物化合生成鹽的元素是

N

；
（4）D、E、F、G四種元素簡單離子的離子半徑由大到小的順序是（用化學符號表示）

S^2-

＞

0^2-

＞

Na⁺

＞

Al³⁺

；
（5）寫出化學方程式：①用電解法冶煉G

2Al₂O₃

電解  .

4Al+30₂

；
②都含有A、F、D、E四種元素的兩種鹽溶液相互反應

NaHSO₃+NaHSO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O

．
（6）請設計一個簡單的實驗證明C元素的非金屬性比B強（只寫化學方程式）

2HNO₃+Na₂CO₃=2NaNO₃+H₂O+CO₂↑

．
（7）G元素既表現金屬性又有一定的非金屬性，請用AlCl₃溶液、NaOH溶液設計實驗證明（要求寫出步驟、現象、離子反應程式）

向AlCl₃溶液中逐漸滴加NaOH溶液，有白色沉淀析出，然后又逐漸溶解

；

Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓ Al（OH）₃+OH^-=[Al（OH）₄]^-

．

Answer 1

分析：本題根據（1）元素周期表中元素金屬性和非金屬性的遞變規律，同主族從上到下金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱，同周期從左到右金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強，元素的金屬性強，其對應的最高價氧化物的堿性就強，元素非金屬性強，其對應的最高價氧化物對應水化物的酸性強；
（2）前18號元素的元素名稱、元素符號及原子結構示意圖的書寫；
（3）元素氮的氫化物和最高價氧化物對應水化物發生反應，因為氨氣為堿性氣體，硝酸為強酸，發生酸堿中和反應；
（4）元素離子半徑的比較，當離子核外電子排布相同時，元素的核內質子數越多的，離子半徑越小，離子核外電子層數越多，離子半徑越大；
（5）電解法制鋁，由氫、氧、鈉、硫四種元素同時構成的物質為酸式鹽，其中亞硫酸氫鈉和硫酸氫鈉可以相互反應，生成氣體和水；
（6）證明元素的非金屬性強弱，可以用元素非金屬性強弱的判斷方法，如非金屬性強的元素，其對應氫化物的穩定性更強，最高價氧化物對應水化物的酸性更強，也可以用氧化還原反應中氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性來進行判斷；
（7）元素的金屬性和非金屬性判斷，鋁離子與氫氧根反應生成氫氧化鋁說明其具有金屬性，氫氧化鋁與氫氧根反應說明其具有非金屬性．

解答：解：表格中A為H，B為C，C為N，D為O，E為S，F為Na，G為Al，H為Si，I為Cl，J為Ar．
（1）在元素周期表中同主族從上到下，金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱，同一周期從左到右金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強，故最左下角的F元素Na金屬性最強，對應的最高價氧化物對應水化物的堿性最強故為NaOH，非金屬性最強的為I，為Cl，其最高價氧化物對應的水化物酸性最強，故酸性最強的為HClO₄
故答案為：NaOH； HClO₄ ；
（2）J為Ar，為18號元素，故其原子結構示意圖為，C為N，位于元素周期表的第二周期，第VA族；
故答案為：； VA；
（3）N元素的氫化物為氨氣，是一種堿性氣體，最高價氧化物對應水化物為強酸，兩者可發生中和反應，故此元素為N； 
故答案為：N； 
（4）D為O，E為S，F為Na，G為Al，對應的離子為 0^2-，S^2-，Na⁺，Al³⁺，其中S^2-為18電子構型，其余均為10電子，故S^2-半徑最大，當核外電子數相同時，離子的核電荷數越大，離子半徑越小，核電荷數鋁＞鈉＞氧，
故離子半徑S^2-＞0^2-＞Na⁺＞Al³⁺；
故答案為：S^2-＞0^2-＞Na⁺＞Al³⁺；
（5）G為Al，電解精煉鋁的化學方程式為2Al₂O₃

電解  .

4Al+30₂；A為H，D為O，E為S，F為Na，都含有A、F、D、E四種元素的兩種鹽溶液，可以相互反應，符合條件的是亞硫酸氫鈉和硫酸氫鈉，亞硫酸氫鈉為一種酸式鹽，硫酸氫鈉可以完全電離出氫離子，可以反應生成二氧化硫和水，反應方程式如下：
NaHSO₃+NaHSO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O
故答案為：2Al₂O₃

電解  .

4Al+30₂ NaHSO₃+NaHSO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；  
（6）B為C，C為N，證明其非金屬性強弱可以有很多方法，如對應氫化物的穩定性，最高價氧化物對應水化物的酸性等，其中酸性比較可以用硝酸與碳酸鈉反應生成硝酸鈉和二氧化碳、水，二氧化碳和水即為碳酸，強酸制取弱酸，故硝酸酸性強，反應方程式為2HNO₃+Na₂CO₃=2NaNO₃+H₂O+CO₂↑
故答案為：2HNO₃+Na₂CO₃=2NaNO₃+H₂O+CO₂↑
（7）G為Al元素既表現金屬性又有一定的非金屬性，向AlCl₃溶液中逐漸滴加NaOH溶液，有白色沉淀析出，說明鋁元素具有金屬性，然后又逐漸溶解說明其具有非金屬性，反應的方程式可以分段書寫為：
Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓； Al（OH）₃+OH^-=[Al（OH）₄]^-
故答案為：向AlCl₃溶液中逐漸滴加NaOH溶液，有白色沉淀析出，然后又逐漸溶解；Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓；
Al（OH）₃+OH^-=[Al（OH）₄]^-

點評：本題考查了元素周期表中元素金屬性和非金屬性的判斷，并應用金屬性和非金屬性強弱進一步推斷其最高價氧化物對應水化物的酸性和堿性強弱，利用金屬性和非金屬性判斷依據反推元素金屬性和非金屬性等，前18號元素的元素名稱、符號和原子結構示意圖，氮元素的氫化物和最高價氧化物對應水化物可以發生中和反應，元素離子半徑的大小判斷，常見的幾種元素組成的化合物及其相互之間的反應等知識點．