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高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 元素周期表的应用备课课件ppt
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这是一份高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 元素周期表的应用备课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了必备知识·自主学习，非金属，2性质预测，CO2，SiF4，SiF4↑+2H2↑，SiO2，CaSiO3，Si粗+2CO↑，SiF4↑+2H2O等内容，欢迎下载使用。
一、根据同周期、同主族元素性质的递变规律预测硅的性质1.性质的预测(1)硅元素的原子结构及性质分析。
2.化学性质验证(1)单质硅的化学性质①常温下,硅的化学性质不活泼,只与F2、HF、强碱(如NaOH)溶液反应。Si+__F2====____,Si+__HF====____________, Si+2NaOH+H2O====_____________。②加热条件下和某些非金属单质(如O2、Cl2)发生反应。Si+O2 ____。
Na2SiO3+2H2↑
(2)SiO2的化学性质①具有酸性氧化物的通性:a.常温下SiO2与强碱溶液反应生成盐和水:SiO2+2NaOH====___________;b.高温下SiO2与碱性氧化物反应生成盐:SiO2+CaO ______。②弱氧化性:SiO2+2C _____________。
Na2SiO3+H2O
③特性:与氢氟酸(HF)反应:SiO2+__HF====___________。此反应常被用来刻蚀_____。(3)H2SiO3的化学性质。H2SiO3是一种弱酸,具有酸的性质,但是酸性比碳酸的弱。验证:Na2SiO3+_______====________+Na2CO3。
【自主探索】1.判断下列说法是否正确。(1)因为硅的化学性质不活泼,所以在自然界中有游离态的硅存在。( )提示:×。硅的化学性质虽然不活泼,但是在自然界中硅元素全部以化合态的形式存在。
(2)硅单质不与任何酸发生化学反应。( )提示:×。硅可以与氢氟酸发生化学反应。
(3)SiO2是酸性氧化物,所以SiO2能与H2O反应生成硅酸。( )提示:×。SiO2虽然是酸性氧化物,但是不与H2O反应生成硅酸。
(4)因为SiO2能导电,所以SiO2能用于制造光导纤维。( )提示:×。SiO2不能导电。
2.非金属性硅比碳弱,你还能用什么方式进行证明?提示:可以用气态氢化物的稳定性进行验证,其中硅烷的稳定性不如甲烷的稳定性强。
3.(情境思考)“玛瑙”早期被书写成“马脑”。因“色如马脑,故从彼名”。自佛经传入中国后,翻译人员考虑到“马脑”属玉石类,于是巧妙地译成“玛瑙”。
玛瑙的主要成分为二氧化硅,由于其与水化二氧化硅(硅酸)交替而常重复成层。因其夹杂氧化金属,颜色可从极淡色到暗色。想一想如何由二氧化硅制取硅酸。提示:二氧化硅不与水反应,故应先与碱(如NaOH溶液)反应生成硅酸盐,再与酸(如盐酸)反应生成硅酸。
二、元素周期表的应用1.科学预测根据元素在周期表中的位置,推测元素的原子结构,预测其主要性质,为研究物质结构、发现新元素、合成新物质等提供许多有价值的指导。2.在生产生活中的应用利用元素周期表寻找新材料。将下面左右两侧对应内容连线:
【自主探索】 (情境思考)人工合成氨是科学史上的里程碑之一。一百多年来,工业合成氨需要高温高压的苛刻条件,而自然界的生物固氮是在常温常压下进行的。因此高效的人工模拟生物固氮成为催化科学领域的圣杯。
若要研制新型的高效催化剂,应该在元素周期表的什么位置寻找合适的元素?提示:在元素周期表中的过渡元素部分寻找合适的催化剂。
知识点一 硅及其化合物的特性 1.硅的特性(1)一般情况下,非金属单质熔、沸点低,硬度小,但晶体硅熔、沸点高,硬度大;非金属单质一般不导电,但Si为半导体,有一定的导电能力。(2)非金属单质一般不跟非氧化性酸反应,但Si却能与HF反应:Si+4HF====SiF4↑+2H2↑。(3)Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出Si:SiO2+2C Si+2CO↑。(4)非金属单质跟碱液的作用一般非金属单质既作氧化剂又作还原剂,且无H2放出,但Si与碱液(如NaOH溶液)反应只作还原剂,且放出H2:Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑。
2.硅的化合物的特性(1)SiO2是H2SiO3的酸酐,但它不溶于水,不能直接用它与水反应来制取H2SiO3。(2)非金属氧化物的熔、沸点一般较低,但SiO2的却很高。(3)酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO2能跟HF作用:SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O。(4)H2CO3的酸性大于H2SiO3,所以有Na2SiO3+CO2+H2O ==== H2SiO3↓+Na2CO3,但在高温下Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑也能发生,原因是CO2是低沸点、易挥发的气体,SiO2是高沸点、难挥发的固体。(5)无机酸一般易溶于水,但H2SiO3却难溶于水。且易分解:H2SiO3 SiO2+H2O↑。
【特别警示】SiO2和CO2的物理性质差别很大,是由于二者结构上的差别造成的。SiO2是立体网状结构的晶体,不存在SiO2分子,而CO2是由碳、氧原子结合成的分子,微粒间的作用力远小于SiO2。这样的结构差异也决定了CO2和SiO2的化学性质有很大的不同。虽然两者都是酸性氧化物,但由于结构的稳定性,SiO2不能像CO2那样在水溶液中和气体状态时与许多物质发生反应。
【合作探究】(1)(思维升华)根据反应SiO2+Na2CO3 CO2↑+Na2SiO3,能判断硅酸的酸性比碳酸强吗?为什么?(证据推理与模型认知)提示:不能。“强酸制弱酸”一般用于水溶液中的反应。该反应由SiO2生成CO2是在高温下进行的,不是在水溶液环境中进行的。反应能发生是因为产物CO2是气态能脱离反应体系,使反应正向进行。
(2)(教材二次开发)教材中描述“硅酸可以由硅酸钠与盐酸、硫酸等反应制得”则将少量CO2通入Na2SiO3溶液会发生反应吗?为什么?(科学探究与创新意识)提示:会发生反应生成硅酸,反应的化学方程式为H2O+CO2+Na2SiO3====Na2CO3+ H2SiO3↓,因为C和Si同主族,而C的非金属性比Si强,因此硅酸的酸性比碳酸的还弱,上述反应符合强酸制弱酸的原理。
【典例示范】【典例】下列有关说法中正确的是( )A.硅是非金属元素,与任何酸都不发生反应B.SiO2溶于水生成硅酸,其水溶液显酸性C.硅的性质很稳定,但在自然界中不存在游离态D.二氧化硅是酸性氧化物,可以与碱反应,但是不能与酸反应
【解题指南】解答本题注意以下两点:(1)硅与二氧化硅性质都比较稳定,除氢氟酸之外,一般不与酸反应;(2)酸性氧化物是指能与碱反应只生成盐和水的氧化物,不一定与水反应。【解析】选C。硅在常温下可以与氢氟酸反应,A项错误;SiO2不溶于水,也不能与水反应,所以B错误;自然界中没有游离态的硅,化合态的硅几乎全部是二氧化硅和硅酸盐, C项正确;SiO2是酸性氧化物,但是可以与氢氟酸反应,D错误。
【母题追问】上题C中,如何制备单质硅?制得的硅中可能含有哪些杂质?如何提纯?提示:工业上一般用焦炭还原二氧化硅制得粗硅,粗硅中可能含有碳单质以及二氧化硅,接着让硅与氯气反应,生成四氯化硅液体,过滤,除去其中的固体杂质,然后用氢气还原所得到的四氯化硅,便得到纯净的硅。
【素养训练】光缆的主要成分为SiO2。碳和硅均为第ⅣA族的元素,二者性质既有一定的相似性又有一定的递变性。下列关于SiO2和CO2的说法中,正确的是( )A.CO2与SiO2都能跟H2O反应生成相应的酸B.SiO2与CO2都不能与酸反应C.SiO2与CO2(干冰)都能够与氢氧化钠溶液反应D.水晶的主要成分是SiC
【解析】选C。A项,CO2与水反应,SiO2不与水反应,也不溶于水;B项,SiO2为酸性氧化物,能与HF反应,但CO2不与酸反应;C项,SiO2、CO2均能与NaOH溶液反应:SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O,CO2+2NaOH====Na2CO3+H2O;D项,水晶是纯净的SiO2,SiC俗称金刚砂。
【加固训练】 1.(2020·杭州高一检测)有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”的观点。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用,下列关于其有利因素的说法中,你认为不正确的是( )A.硅便于运输、贮存,从安全的角度考虑,硅是最佳的燃料B.自然界中存在大量的单质硅C.硅燃烧放出的热量多,且燃烧产物对环境污染程度低,容易有效控制D.地壳中硅的储量丰富
【解析】选B。自然界中硅的储量丰富,但大多数是以SiO2和硅酸盐的形式存在,无单质硅存在,故B项错误,D项正确;硅单质是固体,化学性质不活泼,所以硅便于运输、贮存,故A项正确;硅的燃烧产物SiO2对环境污染程度低,容易有效控制,故C项正确。
2.在食品或者鞋子等包装盒中往往会加入变色硅胶的包装袋,以防商品受潮。变色硅胶吸水前后的颜色变化如图所示:
硅胶和石英的主要成分都是SiO2,前者是结构疏松的SiO2,后者是结构致密的SiO2。二者成分相同,结构不同,化学性质相同,物理性质上表现出差别,具有不同的用途。由石英制取硅胶,经历以下三步,试写出每步反应的化学方程式。(1)用NaOH(aq)溶解石英,则溶解过程中石英发生了哪些反应?提示:石英主要成分是酸性氧化物SiO2,与碱反应生成盐和水: 2NaOH+SiO2====Na2SiO3+H2O
(2)过滤,向滤液中加入盐酸,至沉淀不再产生,此过程中发生了哪些反应?提示:过滤,除去石英中的杂质,得滤液为Na2SiO3(aq),硅酸是弱酸,Na2SiO3与盐酸发生复分解反应: Na2SiO3+2HCl====2NaCl+H2SiO3↓。
(3)微热,浓缩硅酸溶液,加热蒸干溶液,并使固体完全分解,加热蒸干后固体物质的成分是什么?中间发生了什么变化?提示:微热,H2SiO3(aq)浓缩,H2SiO3聚合为胶体,加热硅酸溶胶脱水,生成多孔硅胶: H2SiO3 H2O↑+SiO2。
知识点二 “预测元素性质”的基本方法 1.由原子序数确定元素位置的规律只要记住了稀有气体元素的原子序数(He—2、Ne—10、Ar—18、Kr—36、Xe—54、Rn—86),就可由主族元素的原子序数推出主族元素的位置。(1)若比相应的稀有气体元素多1或2,则应处在下周期的第ⅠA族或第ⅡA族,如88号元素:88-86=2,则应在第七周期第ⅡA族;(2)若比相应的稀有气体元素少1～5时,则应处在同周期的第ⅦA族～第ⅢA族,如84号元素应在第六周期第ⅥA族。
2.性质与位置互推问题是解题的关键熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律,主要包括:(1)元素的金属性、非金属性。(2)气态氢化物的稳定性。(3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性。(4)金属与H2O或酸反应的难易程度。
3.结构和性质的互推问题是解题的要素(1)最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要因素。(2)原子半径决定了元素单质的性质;离子半径决定了元素组成化合物的性质。(3)同主族元素最外层电子数相同,性质相似。
【合作探究】(1)(思维升华)根据元素周期律可以推知Ba(OH)2和Ca(OH)2哪者碱性更强?(证据推理与模型认知)提示:Ba(OH)2碱性更强。在元素周期表中,Ba和Ca位于同一主族,且Ba位于Ca的下方,故碱性:Ca(OH)2
【典例示范】【典例】锗(Ge)是第四周期第ⅣA族元素,门捷列夫把它命名为类硅,处于周期表中金属区与非金属区的交界线上,用于制造晶体管及各种电子装置。主要的终端应用为光纤系统与红外线光学,也用于聚合反应的催化剂,电子用途与太阳能电力等。铜矿、铁矿、硫化矿以至岩石、泥土和泉水中都含有微量的锗。下列叙述正确的是( )A.锗是一种金属性很强的元素B.锗的单质具有半导体的性能C.锗化氢(GeH4)稳定性很强D.锗酸(H4GeO4)是难溶于水的强酸
【解析】选B。锗处于金属区与非金属区的交界线上,元素金属性和非金属性都较弱,反应中既不易得电子,也不易失去电子,常用于作半导体材料;锗化氢(GeH4)稳定性很弱;锗和硅处于同一主族,主族元素的非金属性从上到下逐渐减弱,则硅的非金属性大于锗,非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强,所以锗酸酸性比硅酸弱,为弱酸,碳酸溶于水,硅酸不溶于水,推知锗酸(H4GeO4)应难溶于水,故D错误。
【规律方法】推断陌生元素性质的“3”个分析角度(1)与同周期前、后元素相比较,根据同周期元素性质的递变规律推测元素的性质。(2)与同主族上、下元素相比较,依据同主族元素性质的递变规律推测元素的性质。(3)比较不同周期、不同主族元素的性质时,可借助“三角”规律推断若A、B、C三种元素位于元素周期表中如图所示位置,有关元素的各种性质均可排出顺序(但D不能参与排序)。
①原子半径:C>A>B;②金属性:C>A>B;③非金属性:B>A>C。
【素养训练】 镓是1871年俄国化学家门捷列夫在编制元素周期表时曾预言的“类铝”元素。镓的原子序数为31,属ⅢA族。镓的熔点为29.78 ℃,沸点高达2 403 ℃。镓有过冷现象(即冷至熔点下不凝固),它可过冷到-120 ℃。由此判断下列有关镓的性质及其用途的叙述不正确的是________。 ①镓是制造高温温度计的上佳材料②镓能溶于强酸和强碱中③镓与锌、锡、铟等金属制成的合金,可用在自动救火的水龙头中④近年来镓成为电子工业的新宠,其主要用途是制造半导体材料,被誉为“半导体家族的新成员”,这是利用了镓的导电性介于导体和绝缘体之间的性质
提示:④。镓的熔点为29.78 ℃,沸点高达2 403 ℃;镓有过冷现象(即冷至熔点下不凝固),它可过冷到-120 ℃,因此①③正确。铝能溶于强酸和强碱中,铝是电的良导体而不是半导体,镓是“类铝”元素,所以镓能溶于强酸和强碱中,镓是电的良导体而不是半导体,即②正确,④不正确。
【加固训练】 1.科学家根据元素周期律和原子结构理论预测,原子序数为114的元素位于第7周期ⅣA族,称为类铅元素。下面关于它的原子结构和性质预测正确的是( )A.类铅元素原子的最外层电子数为6B.其常见价态为+4、-4C.它的金属性比铅强D.它的原子半径比铅小
【解析】选C。114号元素位于第7周期第ⅣA族,因此其最外层电子数为4,故A项错误。因同主族从上到下,金属性逐渐增强,原子半径逐渐增大,故114号类铅元素是一种典型的金属元素,且其金属性比铅强,原子半径比铅大,故C项正确,D项错误;金属元素没有负化合价,故B项错误。
2.(2020·安庆高一检测)镭是元素周期表中第7周期第ⅡA族元素,下列关于镭的性质描述中不正确的是( )A.在化合物中呈+2价B.单质能和水反应,放出氢气C.镭比钙的金属性弱D.碳酸镭难溶于水【解析】选C。镭是第7周期第ⅡA族元素,根据同主族元素性质的递变规律可知,镭在化合物中的化合价为+2价,A正确;Ca能与水反应放出H2,则比Ca活泼的镭也能与水反应放出H2,B正确;BaCO3难溶于水,则碳酸镭也难溶于水,D正确;镭的金属性比钙强,C错误。
知识点三 元素“位—构—性”三者之间的关系 同一元素的“位置、结构、性质”之间的关系可表示如下:
应用“位置、结构、性质”三者之间的关系解答问题时要注意以下几个方面: 1.元素的原子结构与元素在周期表中位置的关系
2.原子结构与元素性质的关系
3.元素性质与元素在周期表中位置的关系
【合作探究】 (思维升华)如果已知X、Y为周期表中相邻的两元素,且它们的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱为X>Y,能否确定它们的相对位置?(证据推理与模型认知)提示:可根据元素非金属性的变化规律确定它们的相对位置。由已知条件可确定非金属性为X>Y,所以,如果它们同周期,则X在Y的右面;如果它们同主族,则X在Y的上面。
【典例示范】 【典例】(2020·全国Ⅲ卷)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z；化合物XW3与WZ相遇会产生白烟。下列叙述正确的是( )A.非金属性：W>X>Y>ZB.原子半径：Z>Y>X>WC.元素X的含氧酸均为强酸D.Y的氧化物水化物为强碱
【命题意图】本题主要考查元素周期律以及元素周期表的知识。具体考查元素的推断、原子半径比较、非金属性强弱比较、酸碱性判断等知识。意在考查学生的分析推理能力、知识运用能力。【解析】选D。根据“化合物XW3与WZ相遇会产生白烟”可知XW3应为NH3，WZ为HCl，即W为氢、X为氮，Z为Cl，再根据四种元素的核外电子总数满足X+Y= W+Z，可知Y是Na。非金属性：Cl>N>H>Na，A错误；原子半径：Na>Cl>N>H，B错误；氮的含氧酸中HNO2为弱酸，C错误；NaOH为强碱，D正确。
【规律方法】元素推断的思路分析
【素养训练】 短周期元素甲～戊在元素周期表中的相对位置如表所示,下面判断正确的是( )A.原子半径:丙<丁<戊B.金属性:甲>丙C.氢氧化物碱性:丙>丁>戊D.最外层电子数:甲>乙
【解析】选C。同周期元素原子半径从左至右是依次减小的,故A项错误;同主族元素金属性自上而下是增强的,故B项错误;同周期元素的金属性从左至右越来越弱,故对应氢氧化物的碱性是逐渐减弱的,故C项正确;同周期元素的原子最外层电子数从左到右越来越多,故D项错误。
【加固训练】 1.(2020·汕头高一检测)W、X、Y、Z是4种常见的短周期元素,其原子半径随原子序数变化如图所示。已知W的一种核素的质量数为18,中子数为10;X和氖原子的核外电子数相差1;Y的单质是一种常见的半导体材料;Z的非金属性在同周期元素中最强,下列说法正确的是( )
A.X的非金属性是同周期中最强的B.对应气态氢化物的稳定性:Y>ZC.对应简单离子半径:X>WD.Y的氧化物能与X的最高价氧化物对应的水化物反应
【解析】选D。根据条件可知,W的原子序数是8,则W是氧,又因为W、X、Y、Z的原子序数递增,原子半径X最大,且X和氖原子的核外电子数相差1,则X是钠,Y的单质是一种常见的半导体材料,则Y是硅,Z的非金属性在同周期元素中最强,则Z是氯。X的金属性是同周期中最强的,A错误;对应气态氢化物的稳定性:Z>Y,B错误;氧离子和钠离子具有相同的核外电子排布,对应简单离子半径:W>X,C错误;Y的氧化物是二氧化硅,能与X的最高价氧化物对应的水化物氢氧化钠溶液反应,D正确。
2.砷、溴是两种重要的非金属元素,在农药、除草剂、杀虫剂等领域有广泛的应用。已知砷和溴的原子序数分别为33和35。(1)判断砷、溴在元素周期表中的位置。提示:第4周期的稀有气体的原子序数为36,因此33号元素位于第ⅤA族,35号元素位于第ⅦA族,故砷元素位于第4周期第ⅤA族,溴元素位于第4周期第ⅦA族。
(3)比较砷、溴元素及其化合物的性质(用化学式表示)。
【三言两语话重点】 (1)硅元素是第3周期第ⅣA族的非金属元素,原子得电子能力较弱。(2)SiO2是酸性氧化物,但不能与水直接反应生成对应的含氧酸(H2SiO3)。SiO2可以与碱反应:SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O;也可以与氢氟酸反应:SiO2+4HF ====SiF4↑+2H2O。
1.2019年,华为推出了麒麟985芯片,用于新一代5G智能手机。芯片是通过专门的工艺可以在硅晶片上刻蚀出数以百万计的晶体管,被广泛应用于集成电路的制造。对硅芯片技术的掌握已经成为国家经济与技术发展的重要力量。下列说法正确的是( )
A.硅的化学性质很稳定,常温下不能与其他物质发生反应B.硅在自然界中的含量很大,自然界中存在大量的单质硅C.高纯度的硅被用于制作计算机芯片D.高纯度的硅常被用来制造光导纤维【解析】选C。硅的化学性质很稳定,但在常温下能与强碱溶液、HF、F2等反应,A不正确;自然界中硅以化合态形式存在,没有单质硅,B不正确;SiO2用于制造光导纤维,而不是Si,D不正确。
2.(2020·武汉高一检测)a、b、c、d为短周期元素,a的原子中只有1个电子, 和c+离子的电子层结构相同,d和b同族。下列叙述错误的是( )A.a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为+1B.b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物C.c的原子半径是这些元素中最大的D.d与a形成的化合物的溶液呈弱酸性
【解析】选A。由题中所给的信息可知,a为H,b为O,c 为Na,d为S。A项中,H与Na可以形成化合物NaH,H的化合价为-1;B项中,O与其他三种元素可以形成H2O、H2O2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3等二元化合物;C项中,四种元素原子半径大小顺序为Na>S>O>H; D项中,H与S形成化合物H2S,其水溶液呈弱酸性。
3.(2020·长沙高一检测)W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物,由此可知( )
A.X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是YB.Z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于YC.X元素形成的单核阴离子还原性大于YD.Z元素单质在化学反应中只表现氧化性【解析】选A。由题意可知,W是N元素,X是O元素,Y是S元素,Z是Cl元素。H2S的稳定性小于H2O的稳定性,也小于HCl的稳定性,A项正确;HClO的酸性弱于H2SO4的酸性,B项错误;S2-的还原性大于O2-的,C项错误;Cl2和H2O反应时,Cl2既是氧化剂,又是还原剂,D项错误。
【加固训练】 铍是一种灰白色的碱土金属,铍及其化合物都有剧毒。铍既能溶于酸也能溶于碱液,是两性金属,铍主要用于制备合金。2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,铍在一类致癌物清单中。
关于铍及其化合物的说法正确的是( )A.铍元素的原子半径小于硼元素的原子半径B.相同条件下,单质铍与酸反应比单质锂与酸反应剧烈C.氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的碱性弱D.单质铍能与冷水剧烈反应
【解析】选C。铍与硼位于同一周期,同一周期从左到右原子半径逐渐减小,A不正确;单质铍与单质锂位于同一周期,从左到右金属性逐渐减弱,与酸反应的剧烈程度越来越弱,B不正确;铍与钙位于同一主族,同主族从上到下金属性逐渐增强,故氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的碱性弱,C正确;单质铍的金属性比镁弱,故单质铍不能与冷水剧烈反应,D不正确。
素养新思维 4.(2020·吉林高一检测)现有A、B、X、Y、Z五种短周期元素,原子序数依次增大。它们的性质或原子结构如表所示:
请回答:(1)X元素在元素周期表中的位置是________,X、Y形成单核离子半径大小顺序________(用离子符号表示)。 (2)Z单质通入Y的最高价氧化物对应水化物的溶液中,可以得到漂白液,该反应的离子方程式为________________________________。 (3)化合物甲由A和B两种元素组成且质量比为3∶14。甲与X单质在催化剂、加热条件下发生的反应是工业上制取硝酸的基础,写出该反应的化学方程式________________________。
【解析】原子核内只有1个质子,A为H;空气中含量最多的气体是N2,B为N;X原子最外层电子数是次外层的3倍,X是O;短周期元素中原子半径最大的是Na,最高正化合价与最低负化合价代数和为6的是Cl(短周期)。X、Y形成单核离子是O2-和Na+,它们的核外电子层排布相同,核电荷数越大,则半径越小。化合物甲中N、H原子个数之比为 ∶ =1∶3。即为NH3,其催化氧化方程式是4NH3+5O2 4NO+6H2O。
一、根据同周期、同主族元素性质的递变规律预测硅的性质1.性质的预测(1)硅元素的原子结构及性质分析。
2.化学性质验证(1)单质硅的化学性质①常温下,硅的化学性质不活泼,只与F2、HF、强碱(如NaOH)溶液反应。Si+__F2====____,Si+__HF====____________, Si+2NaOH+H2O====_____________。②加热条件下和某些非金属单质(如O2、Cl2)发生反应。Si+O2 ____。
Na2SiO3+2H2↑
(2)SiO2的化学性质①具有酸性氧化物的通性:a.常温下SiO2与强碱溶液反应生成盐和水:SiO2+2NaOH====___________;b.高温下SiO2与碱性氧化物反应生成盐:SiO2+CaO ______。②弱氧化性:SiO2+2C _____________。
Na2SiO3+H2O
③特性:与氢氟酸(HF)反应:SiO2+__HF====___________。此反应常被用来刻蚀_____。(3)H2SiO3的化学性质。H2SiO3是一种弱酸,具有酸的性质,但是酸性比碳酸的弱。验证:Na2SiO3+_______====________+Na2CO3。
【自主探索】1.判断下列说法是否正确。(1)因为硅的化学性质不活泼,所以在自然界中有游离态的硅存在。( )提示:×。硅的化学性质虽然不活泼,但是在自然界中硅元素全部以化合态的形式存在。
(2)硅单质不与任何酸发生化学反应。( )提示:×。硅可以与氢氟酸发生化学反应。
(3)SiO2是酸性氧化物,所以SiO2能与H2O反应生成硅酸。( )提示:×。SiO2虽然是酸性氧化物,但是不与H2O反应生成硅酸。
(4)因为SiO2能导电,所以SiO2能用于制造光导纤维。( )提示:×。SiO2不能导电。
2.非金属性硅比碳弱,你还能用什么方式进行证明?提示:可以用气态氢化物的稳定性进行验证,其中硅烷的稳定性不如甲烷的稳定性强。
3.(情境思考)“玛瑙”早期被书写成“马脑”。因“色如马脑,故从彼名”。自佛经传入中国后,翻译人员考虑到“马脑”属玉石类,于是巧妙地译成“玛瑙”。
玛瑙的主要成分为二氧化硅,由于其与水化二氧化硅(硅酸)交替而常重复成层。因其夹杂氧化金属,颜色可从极淡色到暗色。想一想如何由二氧化硅制取硅酸。提示:二氧化硅不与水反应,故应先与碱(如NaOH溶液)反应生成硅酸盐,再与酸(如盐酸)反应生成硅酸。
二、元素周期表的应用1.科学预测根据元素在周期表中的位置,推测元素的原子结构,预测其主要性质,为研究物质结构、发现新元素、合成新物质等提供许多有价值的指导。2.在生产生活中的应用利用元素周期表寻找新材料。将下面左右两侧对应内容连线:
【自主探索】 (情境思考)人工合成氨是科学史上的里程碑之一。一百多年来,工业合成氨需要高温高压的苛刻条件,而自然界的生物固氮是在常温常压下进行的。因此高效的人工模拟生物固氮成为催化科学领域的圣杯。
若要研制新型的高效催化剂,应该在元素周期表的什么位置寻找合适的元素?提示:在元素周期表中的过渡元素部分寻找合适的催化剂。
知识点一 硅及其化合物的特性 1.硅的特性(1)一般情况下,非金属单质熔、沸点低,硬度小,但晶体硅熔、沸点高,硬度大;非金属单质一般不导电,但Si为半导体,有一定的导电能力。(2)非金属单质一般不跟非氧化性酸反应,但Si却能与HF反应:Si+4HF====SiF4↑+2H2↑。(3)Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出Si:SiO2+2C Si+2CO↑。(4)非金属单质跟碱液的作用一般非金属单质既作氧化剂又作还原剂,且无H2放出,但Si与碱液(如NaOH溶液)反应只作还原剂,且放出H2:Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑。
2.硅的化合物的特性(1)SiO2是H2SiO3的酸酐,但它不溶于水,不能直接用它与水反应来制取H2SiO3。(2)非金属氧化物的熔、沸点一般较低,但SiO2的却很高。(3)酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO2能跟HF作用:SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O。(4)H2CO3的酸性大于H2SiO3,所以有Na2SiO3+CO2+H2O ==== H2SiO3↓+Na2CO3,但在高温下Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑也能发生,原因是CO2是低沸点、易挥发的气体,SiO2是高沸点、难挥发的固体。(5)无机酸一般易溶于水,但H2SiO3却难溶于水。且易分解:H2SiO3 SiO2+H2O↑。
【特别警示】SiO2和CO2的物理性质差别很大,是由于二者结构上的差别造成的。SiO2是立体网状结构的晶体,不存在SiO2分子,而CO2是由碳、氧原子结合成的分子,微粒间的作用力远小于SiO2。这样的结构差异也决定了CO2和SiO2的化学性质有很大的不同。虽然两者都是酸性氧化物,但由于结构的稳定性,SiO2不能像CO2那样在水溶液中和气体状态时与许多物质发生反应。
【合作探究】(1)(思维升华)根据反应SiO2+Na2CO3 CO2↑+Na2SiO3,能判断硅酸的酸性比碳酸强吗?为什么?(证据推理与模型认知)提示:不能。“强酸制弱酸”一般用于水溶液中的反应。该反应由SiO2生成CO2是在高温下进行的,不是在水溶液环境中进行的。反应能发生是因为产物CO2是气态能脱离反应体系,使反应正向进行。
(2)(教材二次开发)教材中描述“硅酸可以由硅酸钠与盐酸、硫酸等反应制得”则将少量CO2通入Na2SiO3溶液会发生反应吗?为什么?(科学探究与创新意识)提示:会发生反应生成硅酸,反应的化学方程式为H2O+CO2+Na2SiO3====Na2CO3+ H2SiO3↓,因为C和Si同主族,而C的非金属性比Si强,因此硅酸的酸性比碳酸的还弱,上述反应符合强酸制弱酸的原理。
【典例示范】【典例】下列有关说法中正确的是( )A.硅是非金属元素,与任何酸都不发生反应B.SiO2溶于水生成硅酸,其水溶液显酸性C.硅的性质很稳定,但在自然界中不存在游离态D.二氧化硅是酸性氧化物,可以与碱反应,但是不能与酸反应
【解题指南】解答本题注意以下两点:(1)硅与二氧化硅性质都比较稳定,除氢氟酸之外,一般不与酸反应;(2)酸性氧化物是指能与碱反应只生成盐和水的氧化物,不一定与水反应。【解析】选C。硅在常温下可以与氢氟酸反应,A项错误;SiO2不溶于水,也不能与水反应,所以B错误;自然界中没有游离态的硅,化合态的硅几乎全部是二氧化硅和硅酸盐, C项正确;SiO2是酸性氧化物,但是可以与氢氟酸反应,D错误。
【母题追问】上题C中,如何制备单质硅?制得的硅中可能含有哪些杂质?如何提纯?提示:工业上一般用焦炭还原二氧化硅制得粗硅,粗硅中可能含有碳单质以及二氧化硅,接着让硅与氯气反应,生成四氯化硅液体,过滤,除去其中的固体杂质,然后用氢气还原所得到的四氯化硅,便得到纯净的硅。
【素养训练】光缆的主要成分为SiO2。碳和硅均为第ⅣA族的元素,二者性质既有一定的相似性又有一定的递变性。下列关于SiO2和CO2的说法中,正确的是( )A.CO2与SiO2都能跟H2O反应生成相应的酸B.SiO2与CO2都不能与酸反应C.SiO2与CO2(干冰)都能够与氢氧化钠溶液反应D.水晶的主要成分是SiC
【解析】选C。A项,CO2与水反应,SiO2不与水反应,也不溶于水;B项,SiO2为酸性氧化物,能与HF反应,但CO2不与酸反应;C项,SiO2、CO2均能与NaOH溶液反应:SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O,CO2+2NaOH====Na2CO3+H2O;D项,水晶是纯净的SiO2,SiC俗称金刚砂。
【加固训练】 1.(2020·杭州高一检测)有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”的观点。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用,下列关于其有利因素的说法中,你认为不正确的是( )A.硅便于运输、贮存,从安全的角度考虑,硅是最佳的燃料B.自然界中存在大量的单质硅C.硅燃烧放出的热量多,且燃烧产物对环境污染程度低,容易有效控制D.地壳中硅的储量丰富
【解析】选B。自然界中硅的储量丰富,但大多数是以SiO2和硅酸盐的形式存在,无单质硅存在,故B项错误,D项正确;硅单质是固体,化学性质不活泼,所以硅便于运输、贮存,故A项正确;硅的燃烧产物SiO2对环境污染程度低,容易有效控制,故C项正确。
2.在食品或者鞋子等包装盒中往往会加入变色硅胶的包装袋,以防商品受潮。变色硅胶吸水前后的颜色变化如图所示:
硅胶和石英的主要成分都是SiO2,前者是结构疏松的SiO2,后者是结构致密的SiO2。二者成分相同,结构不同,化学性质相同,物理性质上表现出差别,具有不同的用途。由石英制取硅胶,经历以下三步,试写出每步反应的化学方程式。(1)用NaOH(aq)溶解石英,则溶解过程中石英发生了哪些反应?提示:石英主要成分是酸性氧化物SiO2,与碱反应生成盐和水: 2NaOH+SiO2====Na2SiO3+H2O
(2)过滤,向滤液中加入盐酸,至沉淀不再产生,此过程中发生了哪些反应?提示:过滤,除去石英中的杂质,得滤液为Na2SiO3(aq),硅酸是弱酸,Na2SiO3与盐酸发生复分解反应: Na2SiO3+2HCl====2NaCl+H2SiO3↓。
(3)微热,浓缩硅酸溶液,加热蒸干溶液,并使固体完全分解,加热蒸干后固体物质的成分是什么?中间发生了什么变化?提示:微热,H2SiO3(aq)浓缩,H2SiO3聚合为胶体,加热硅酸溶胶脱水,生成多孔硅胶: H2SiO3 H2O↑+SiO2。
知识点二 “预测元素性质”的基本方法 1.由原子序数确定元素位置的规律只要记住了稀有气体元素的原子序数(He—2、Ne—10、Ar—18、Kr—36、Xe—54、Rn—86),就可由主族元素的原子序数推出主族元素的位置。(1)若比相应的稀有气体元素多1或2,则应处在下周期的第ⅠA族或第ⅡA族,如88号元素:88-86=2,则应在第七周期第ⅡA族;(2)若比相应的稀有气体元素少1～5时,则应处在同周期的第ⅦA族～第ⅢA族,如84号元素应在第六周期第ⅥA族。
2.性质与位置互推问题是解题的关键熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律,主要包括:(1)元素的金属性、非金属性。(2)气态氢化物的稳定性。(3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性。(4)金属与H2O或酸反应的难易程度。
3.结构和性质的互推问题是解题的要素(1)最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要因素。(2)原子半径决定了元素单质的性质;离子半径决定了元素组成化合物的性质。(3)同主族元素最外层电子数相同,性质相似。
【合作探究】(1)(思维升华)根据元素周期律可以推知Ba(OH)2和Ca(OH)2哪者碱性更强?(证据推理与模型认知)提示:Ba(OH)2碱性更强。在元素周期表中,Ba和Ca位于同一主族,且Ba位于Ca的下方,故碱性:Ca(OH)2
【典例示范】【典例】锗(Ge)是第四周期第ⅣA族元素,门捷列夫把它命名为类硅,处于周期表中金属区与非金属区的交界线上,用于制造晶体管及各种电子装置。主要的终端应用为光纤系统与红外线光学,也用于聚合反应的催化剂,电子用途与太阳能电力等。铜矿、铁矿、硫化矿以至岩石、泥土和泉水中都含有微量的锗。下列叙述正确的是( )A.锗是一种金属性很强的元素B.锗的单质具有半导体的性能C.锗化氢(GeH4)稳定性很强D.锗酸(H4GeO4)是难溶于水的强酸
【解析】选B。锗处于金属区与非金属区的交界线上,元素金属性和非金属性都较弱,反应中既不易得电子,也不易失去电子,常用于作半导体材料;锗化氢(GeH4)稳定性很弱;锗和硅处于同一主族,主族元素的非金属性从上到下逐渐减弱,则硅的非金属性大于锗,非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强,所以锗酸酸性比硅酸弱,为弱酸,碳酸溶于水,硅酸不溶于水,推知锗酸(H4GeO4)应难溶于水,故D错误。
【规律方法】推断陌生元素性质的“3”个分析角度(1)与同周期前、后元素相比较,根据同周期元素性质的递变规律推测元素的性质。(2)与同主族上、下元素相比较,依据同主族元素性质的递变规律推测元素的性质。(3)比较不同周期、不同主族元素的性质时,可借助“三角”规律推断若A、B、C三种元素位于元素周期表中如图所示位置,有关元素的各种性质均可排出顺序(但D不能参与排序)。
①原子半径:C>A>B;②金属性:C>A>B;③非金属性:B>A>C。
【素养训练】 镓是1871年俄国化学家门捷列夫在编制元素周期表时曾预言的“类铝”元素。镓的原子序数为31,属ⅢA族。镓的熔点为29.78 ℃,沸点高达2 403 ℃。镓有过冷现象(即冷至熔点下不凝固),它可过冷到-120 ℃。由此判断下列有关镓的性质及其用途的叙述不正确的是________。 ①镓是制造高温温度计的上佳材料②镓能溶于强酸和强碱中③镓与锌、锡、铟等金属制成的合金,可用在自动救火的水龙头中④近年来镓成为电子工业的新宠,其主要用途是制造半导体材料,被誉为“半导体家族的新成员”,这是利用了镓的导电性介于导体和绝缘体之间的性质
提示:④。镓的熔点为29.78 ℃,沸点高达2 403 ℃;镓有过冷现象(即冷至熔点下不凝固),它可过冷到-120 ℃,因此①③正确。铝能溶于强酸和强碱中,铝是电的良导体而不是半导体,镓是“类铝”元素,所以镓能溶于强酸和强碱中,镓是电的良导体而不是半导体,即②正确,④不正确。
【加固训练】 1.科学家根据元素周期律和原子结构理论预测,原子序数为114的元素位于第7周期ⅣA族,称为类铅元素。下面关于它的原子结构和性质预测正确的是( )A.类铅元素原子的最外层电子数为6B.其常见价态为+4、-4C.它的金属性比铅强D.它的原子半径比铅小
【解析】选C。114号元素位于第7周期第ⅣA族,因此其最外层电子数为4,故A项错误。因同主族从上到下,金属性逐渐增强,原子半径逐渐增大,故114号类铅元素是一种典型的金属元素,且其金属性比铅强,原子半径比铅大,故C项正确,D项错误;金属元素没有负化合价,故B项错误。
2.(2020·安庆高一检测)镭是元素周期表中第7周期第ⅡA族元素,下列关于镭的性质描述中不正确的是( )A.在化合物中呈+2价B.单质能和水反应,放出氢气C.镭比钙的金属性弱D.碳酸镭难溶于水【解析】选C。镭是第7周期第ⅡA族元素,根据同主族元素性质的递变规律可知,镭在化合物中的化合价为+2价,A正确;Ca能与水反应放出H2,则比Ca活泼的镭也能与水反应放出H2,B正确;BaCO3难溶于水,则碳酸镭也难溶于水,D正确;镭的金属性比钙强,C错误。
知识点三 元素“位—构—性”三者之间的关系 同一元素的“位置、结构、性质”之间的关系可表示如下:
应用“位置、结构、性质”三者之间的关系解答问题时要注意以下几个方面: 1.元素的原子结构与元素在周期表中位置的关系
2.原子结构与元素性质的关系
3.元素性质与元素在周期表中位置的关系
【合作探究】 (思维升华)如果已知X、Y为周期表中相邻的两元素,且它们的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱为X>Y,能否确定它们的相对位置?(证据推理与模型认知)提示:可根据元素非金属性的变化规律确定它们的相对位置。由已知条件可确定非金属性为X>Y,所以,如果它们同周期,则X在Y的右面;如果它们同主族,则X在Y的上面。
【典例示范】 【典例】(2020·全国Ⅲ卷)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z；化合物XW3与WZ相遇会产生白烟。下列叙述正确的是( )A.非金属性：W>X>Y>ZB.原子半径：Z>Y>X>WC.元素X的含氧酸均为强酸D.Y的氧化物水化物为强碱
【命题意图】本题主要考查元素周期律以及元素周期表的知识。具体考查元素的推断、原子半径比较、非金属性强弱比较、酸碱性判断等知识。意在考查学生的分析推理能力、知识运用能力。【解析】选D。根据“化合物XW3与WZ相遇会产生白烟”可知XW3应为NH3，WZ为HCl，即W为氢、X为氮，Z为Cl，再根据四种元素的核外电子总数满足X+Y= W+Z，可知Y是Na。非金属性：Cl>N>H>Na，A错误；原子半径：Na>Cl>N>H，B错误；氮的含氧酸中HNO2为弱酸，C错误；NaOH为强碱，D正确。
【规律方法】元素推断的思路分析
【素养训练】 短周期元素甲～戊在元素周期表中的相对位置如表所示,下面判断正确的是( )A.原子半径:丙<丁<戊B.金属性:甲>丙C.氢氧化物碱性:丙>丁>戊D.最外层电子数:甲>乙
【解析】选C。同周期元素原子半径从左至右是依次减小的,故A项错误;同主族元素金属性自上而下是增强的,故B项错误;同周期元素的金属性从左至右越来越弱,故对应氢氧化物的碱性是逐渐减弱的,故C项正确;同周期元素的原子最外层电子数从左到右越来越多,故D项错误。
【加固训练】 1.(2020·汕头高一检测)W、X、Y、Z是4种常见的短周期元素,其原子半径随原子序数变化如图所示。已知W的一种核素的质量数为18,中子数为10;X和氖原子的核外电子数相差1;Y的单质是一种常见的半导体材料;Z的非金属性在同周期元素中最强,下列说法正确的是( )
A.X的非金属性是同周期中最强的B.对应气态氢化物的稳定性:Y>ZC.对应简单离子半径:X>WD.Y的氧化物能与X的最高价氧化物对应的水化物反应
【解析】选D。根据条件可知,W的原子序数是8,则W是氧,又因为W、X、Y、Z的原子序数递增,原子半径X最大,且X和氖原子的核外电子数相差1,则X是钠,Y的单质是一种常见的半导体材料,则Y是硅,Z的非金属性在同周期元素中最强,则Z是氯。X的金属性是同周期中最强的,A错误;对应气态氢化物的稳定性:Z>Y,B错误;氧离子和钠离子具有相同的核外电子排布,对应简单离子半径:W>X,C错误;Y的氧化物是二氧化硅,能与X的最高价氧化物对应的水化物氢氧化钠溶液反应,D正确。
2.砷、溴是两种重要的非金属元素,在农药、除草剂、杀虫剂等领域有广泛的应用。已知砷和溴的原子序数分别为33和35。(1)判断砷、溴在元素周期表中的位置。提示:第4周期的稀有气体的原子序数为36,因此33号元素位于第ⅤA族,35号元素位于第ⅦA族,故砷元素位于第4周期第ⅤA族,溴元素位于第4周期第ⅦA族。
(3)比较砷、溴元素及其化合物的性质(用化学式表示)。
【三言两语话重点】 (1)硅元素是第3周期第ⅣA族的非金属元素,原子得电子能力较弱。(2)SiO2是酸性氧化物,但不能与水直接反应生成对应的含氧酸(H2SiO3)。SiO2可以与碱反应:SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O;也可以与氢氟酸反应:SiO2+4HF ====SiF4↑+2H2O。
1.2019年,华为推出了麒麟985芯片,用于新一代5G智能手机。芯片是通过专门的工艺可以在硅晶片上刻蚀出数以百万计的晶体管,被广泛应用于集成电路的制造。对硅芯片技术的掌握已经成为国家经济与技术发展的重要力量。下列说法正确的是( )
A.硅的化学性质很稳定,常温下不能与其他物质发生反应B.硅在自然界中的含量很大,自然界中存在大量的单质硅C.高纯度的硅被用于制作计算机芯片D.高纯度的硅常被用来制造光导纤维【解析】选C。硅的化学性质很稳定,但在常温下能与强碱溶液、HF、F2等反应,A不正确;自然界中硅以化合态形式存在,没有单质硅,B不正确;SiO2用于制造光导纤维,而不是Si,D不正确。
2.(2020·武汉高一检测)a、b、c、d为短周期元素,a的原子中只有1个电子, 和c+离子的电子层结构相同,d和b同族。下列叙述错误的是( )A.a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为+1B.b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物C.c的原子半径是这些元素中最大的D.d与a形成的化合物的溶液呈弱酸性
【解析】选A。由题中所给的信息可知,a为H,b为O,c 为Na,d为S。A项中,H与Na可以形成化合物NaH,H的化合价为-1;B项中,O与其他三种元素可以形成H2O、H2O2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3等二元化合物;C项中,四种元素原子半径大小顺序为Na>S>O>H; D项中,H与S形成化合物H2S,其水溶液呈弱酸性。
3.(2020·长沙高一检测)W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物,由此可知( )
A.X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是YB.Z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于YC.X元素形成的单核阴离子还原性大于YD.Z元素单质在化学反应中只表现氧化性【解析】选A。由题意可知,W是N元素,X是O元素,Y是S元素,Z是Cl元素。H2S的稳定性小于H2O的稳定性,也小于HCl的稳定性,A项正确;HClO的酸性弱于H2SO4的酸性,B项错误;S2-的还原性大于O2-的,C项错误;Cl2和H2O反应时,Cl2既是氧化剂,又是还原剂,D项错误。
【加固训练】 铍是一种灰白色的碱土金属,铍及其化合物都有剧毒。铍既能溶于酸也能溶于碱液,是两性金属,铍主要用于制备合金。2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,铍在一类致癌物清单中。
关于铍及其化合物的说法正确的是( )A.铍元素的原子半径小于硼元素的原子半径B.相同条件下,单质铍与酸反应比单质锂与酸反应剧烈C.氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的碱性弱D.单质铍能与冷水剧烈反应
【解析】选C。铍与硼位于同一周期,同一周期从左到右原子半径逐渐减小,A不正确;单质铍与单质锂位于同一周期,从左到右金属性逐渐减弱,与酸反应的剧烈程度越来越弱,B不正确;铍与钙位于同一主族,同主族从上到下金属性逐渐增强,故氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的碱性弱,C正确;单质铍的金属性比镁弱,故单质铍不能与冷水剧烈反应,D不正确。
素养新思维 4.(2020·吉林高一检测)现有A、B、X、Y、Z五种短周期元素,原子序数依次增大。它们的性质或原子结构如表所示:
请回答:(1)X元素在元素周期表中的位置是________,X、Y形成单核离子半径大小顺序________(用离子符号表示)。 (2)Z单质通入Y的最高价氧化物对应水化物的溶液中,可以得到漂白液,该反应的离子方程式为________________________________。 (3)化合物甲由A和B两种元素组成且质量比为3∶14。甲与X单质在催化剂、加热条件下发生的反应是工业上制取硝酸的基础,写出该反应的化学方程式________________________。
【解析】原子核内只有1个质子,A为H;空气中含量最多的气体是N2,B为N;X原子最外层电子数是次外层的3倍,X是O;短周期元素中原子半径最大的是Na,最高正化合价与最低负化合价代数和为6的是Cl(短周期)。X、Y形成单核离子是O2-和Na+,它们的核外电子层排布相同,核电荷数越大,则半径越小。化合物甲中N、H原子个数之比为 ∶ =1∶3。即为NH3,其催化氧化方程式是4NH3+5O2 4NO+6H2O。
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