Question

A、B、C、D為原子序數小于18的四種元素：
①A的原子的電子層數等于最外層電子數；
②A與B處于同一周期，B與D可形成離子化合物D₂B，該化合物的水溶液顯堿性；
③C的離子核內質子數與核外電子數之和為18；
④A、C、D三種元素的離子具有相同的電子層排布．
推斷A～D各為何種元素，并填空：
（1）A

Al

；B

S

；C

O

；D

Na

．
（2）四種元素離子半徑的大小順序為

r（S^2-）＞r（O^2-）＞r（Na⁺）＞r（Al³⁺）

．
（3）用離子方程式表示D₂B水溶液呈堿性的原因

S^2-+H₂O

水解

HS^-+OH^-、HS^-+H₂O

水解

H₂S+OH^-．

．

Answer 1

分析：A、B、C、D均為短周期元素．由①可知A的族序數等于周期數，可能為H、Be、Al．由②可知；短周期可形成D₂B離子化合物有Li₂O、Na₂O、Na₂S，它們的水溶液為堿性．由③可知若C為陰離子C^n-，則設核電荷數c，有2c+n=18（n取偶數），n=2時，c=8，為O，O^2-離子在熔融的金屬氧化物中存在．n=4時，c=7為N，無N⁴⁺離子，舍去，n不可能大于5．若C為陽離子
Cⁿ⁺，由2c-n=18（n取偶數），n=2時，c=10，為Ne，舍去；n=4時，c=11為Na，無Na⁴⁺，舍去；n=6時，c=12，為Mg，無Mg⁶⁺舍去，故C為O元素，由④知A、C、D必為相鄰周期元素．所以C為O，則A為Al，D為Na，然后再根據它們在周期表中的位置，推測元素的性質，然后根據問題分析、解答．

解答：解：A、B、C、D均為短周期元素．由①可知A的族序數等于周期數，可能為H、Be、Al．由②可知；短周期可形成D₂B離子化合物有Li₂O、Na₂O、Na₂S，它們的水溶液為堿性．由③可知若C為陰離子C^n-，則設核電荷數c，有2c+n=18（n取偶數），n=2時，c=8，為O，O^2-離子在熔融的金屬氧化物中存在．n=4時，c=7為N，無N⁴⁺離子，舍去，n不可能大于5．若C為陽離子Cⁿ⁺，由2c-n=18（n取偶數），n=2時，c=10，為Ne，舍去；n=4時，c=11為Na，無Na⁴⁺，舍去；n=6時，c=12，為Mg，無Mg⁶⁺舍去，故C為O元素，由④知A、C、D必為相鄰周期元素．所以C為O，則A為Al，D為Na．
（1）所以A、B、C、D分別是Al、S、O、Na，故答案為：Al；S；O；Na；　
（2）根據元素周期律，電子層結構越大，離子半徑越大，相同電子層結構的離子，離子半徑隨著核電荷數的增大而減小，故答案為：r（S^2-）＞r（O^2-）＞r（Na⁺）＞r（Al³⁺）；
（3）Na₂S是強堿弱酸鹽，若酸根離子水解而使溶液呈堿性，故答案為：S^2-+H₂O

水解

HS^-+OH^-、HS^-+H₂O

水解

H₂S+OH^-．

點評：解題規律：先通過題中信息推斷元素，然后再根據它們在周期表中的位置，推測元素的性質．鹽類水解程度較小，注意要用可逆號，硫離子能進行兩步水解，只是第一步水解程度遠遠大于第二步水解程度，所以以第一步水解為主．