Question

2．表為元素周期表的一部分．

碳	氮	Y
X		硫	Z

回答下列問題
（1）表中元素原子半徑最大的是（寫元素符號）Si，Z原子核外電子能量最高的電子亞層是3p．
（2）下列事實能說明Y元素的非金屬性比S元素的非金屬性強的是ac
a．Y單質與H₂S溶液反應，溶液變渾濁
b．在氧化還原反應中，1molY單質比1molS得電子多
c．Y和S兩元素的簡單氫化物受熱分解，前者的分解溫度高
（3）碳酸鈉溶液中滴入酚酞，溶液顯紅色，請用離子方程式解釋產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；在上述紅色的溶液中加入少許氯化鈣固體，溶液顏色變淺，請用平衡理論解釋產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，導致溶液中碳酸根離子濃度減少，水解平衡向逆反應方向移動，氫氧根離子濃度減少，堿性減弱．
（4）硫酸工業(yè)生產(chǎn)中接觸室內(nèi)發(fā)生的反應方程式為2SO₂+O₂$?_{△}^{催化劑}$2SO₃；在實際生產(chǎn)中，操作溫度選定400-500℃、壓強通常采用常壓的原因分別是催化劑在400～500℃時，活性最大，在常壓下及400～500℃時，二氧化硫的轉化率已經(jīng)很高，若加壓會增加設備、投資和能量消耗．

Answer 1

分析 根據(jù)各元素在周期表中的相對位置可知，X為Si元素、Y為O元素、Z為Cl元素，
（1）電子層越多，原子半徑越大，電子層相同時，核電荷數(shù)越大，原子半徑越��；Z為Cl元素，能量最高的為M層，其亞層為p層；
（2）氫化物穩(wěn)定性越強、最高價氧化物對應水合物的酸性越強，非金屬性越強，據(jù)此進行判斷；
（3）碳酸根離子部分水解，溶液呈堿性；碳酸根離子與鈣離子反應生成碳酸鈣沉淀，導致碳酸根離子濃度減小，溶液堿性減弱；
（4）從溫度對催化劑催化活性影響及壓強增大后都設備的要求分析．

解答 解：根據(jù)各元素在周期表中的相對位置可知，X為Si元素、Y為O元素、Z為Cl元素，
（1）圖示各元素中，X的電子層最多，且同一周期中原子序數(shù)最小，則原子半徑增大的為Si；
Z為Cl元素，Cl原子核外電子能量最高的電子亞層是3p，
故答案為：Si；3p；
（2）a．Y單質與H₂S溶液反應，溶液變渾濁，說明Y的非金屬性較強，故a周期；
b．得失電子多少與非金屬性強弱沒有必然關系，故b錯誤；
c．氫化物穩(wěn)定性越強，非金屬性越強，Y和S兩元素的簡單氫化物受熱分解，前者的分解溫度高，說明Y的氫化物較穩(wěn)定，則Y的非金屬性較強，故c正確；
故答案為：ac；
（3）碳酸根離子水解溶液呈堿性，所以碳酸鈉溶液中滴入酚酞，溶液顯紅色發(fā)生反應為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
在上述紅色的溶液中加入少許氯化鈣固體，溶液顏色變淺，由于發(fā)生反應：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，導致溶液中碳酸根離子濃度減少，水解平衡向逆反應方向移動，氫氧根離子濃度減少，堿性減弱，所以溶液顏色變淺，
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，導致溶液中碳酸根離子濃度減少，水解平衡向逆反應方向移動，氫氧根離子濃度減少，堿性減弱；
（4）硫酸工業(yè)中，接觸室中二氧化硫與氧氣催化氧化生成三氧化硫，反應方程式為：2SO₂+O₂$?_{△}^{催化劑}$2SO₃；
由于催化劑在400～500℃時，活性最大，且在常壓下及400～500℃時，二氧化硫的轉化率已經(jīng)很高，若加壓會增加設備、投資和能量消耗，所以在實際生產(chǎn)中，操作溫度選定400-500℃、壓強通常采用常壓，
故答案為：2SO₂+O₂$?_{△}^{催化劑}$2SO₃；催化劑在400～500℃時，活性最大，在常壓下及400～500℃時，二氧化硫的轉化率已經(jīng)很高，若加壓會增加設備、投資和能量消耗．

點評 本題考查了位置、結構與性質關系的綜合應用，題目難度中等，涉及鹽的水解原理、硫酸工業(yè)、原子結構與元素周期律、元素周期表的關系，推斷元素為解答關鍵，試題側重考查學生的分析能力及靈活應用能力．