Question

D、A、B、C为四种原子序数依次增大的短周期元素，A、B、C同周期，A的原子半径是同周期中最大的；B、D同主族．已知D元素的一种单质是日常生活中饮水机常用的消毒剂，C元素的单质可以从A、B两元素组成的化合物的水溶液中置换出B元素的单质．
（1）C元素在周期表中的位置______ 周期______族．
（2）A、B元素形成的常见化合物水溶液显______性，原因是（用离子方程式表示）______；用石墨做电极电解该化合物的水溶液，则阴极反应式为______，
（3）A、D元素可以形成化合物A₂D₂，写出A₂D₂与CO₂反应的化学方程式______（用元素符号表示）．该反应中还原剂是______．
（4）B元素的单质在不同的条件下可以与O₂发生一系列反应：
B（s）+O₂（g）=BO₂（g）；△H=-296.8kJ•mol^-1
2BO₂（g）+O₂（g）⇌2BO₃（g）；△H=-196.6kJ•mol^-1
则1mol BO₃（g）若完全分解成B（s），反应过程中的热效应为______．

Answer

先推断元素，D元素的一种单质是日常生活中饮水机常用的消毒剂，D、A、B、C为四种原子序数依次增大的短周期元素，故D是氧元素；B、D同主族，D、A、B、C为四种原子序数依次增大的短周期元素，所以B是硫元素；A、B、C同周期，A的原子半径是同周期中最大的，所以A是钠元素；C元素的单质可以从A、B两元素组成的化合物的水溶液中置换出B元素的单质，所以C单质的氧化性大于B单质的，且BC同一正确，B的原子序数小于D的，所以C是氯元素．
（1）根据C元素的原子结构示意图判断其在周期表中的位置，电子层数=周期数，最外层电子数=族序数；
（2）根据硫化钠的性质分析溶液的酸碱性；电解时，阴极上得电子发生还原反应，根据溶液中离子的放电顺序判断生成物及电极反应式；
（3）过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气；根据化合价的变化判断；
（4）先根据方程式的加减得出1mol BO3（g）完全分解成B（s）的方程式，焓变相应的变化，根据焓变判断吸收的热量．
【解析】
由A、B、C、D四种短周期元素，己知D元素的一种单质是日常生活中饮水机常用的消毒剂，即利用臭氧来作消毒剂，则D为氧元素；B、D同主族，则B为硫元素；A、B、C同周期，A的原子半径是同周期中最大的，则A为钠元素；C元素的单质可以从A、B两元素组成的化合物的水溶液中置换出B元素的单质，即C的非金属性比B的强，则C为氯元素；
（1）因C为氯元素，其质子数为17，电子排布中有3个电子层，最外层电子数为7，即其位置为第三周期、第 VIIA族，故答案为：第三周期；第 VIIA族；
（2）硫化钠是强碱弱酸盐，在水溶液中能水解生成硫氢化钠和氢氧化钠，导致溶液呈碱性，水解方程式为：S2-+H2O⇌HS-+OH-；电解硫化钠溶液时，阴极上氢离子得电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，
故答案为：碱性；S2-+H2O⇌HS-+OH-；2H++2e-=H2↑；                       
（3）过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，反应方程式为2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2；该反应中化合价升高、降低的物质都是过氧化钠，所以还原剂是过氧化钠，
故答案为：Na2O2；
（4）B（s）+O2（g）=BO2（g）；△H=-296.8kJ•mol-1 ①，
2BO2（g）+O2（g）⇌2BO3（g）；△H=-196.6kJ•mol-1 ②，
将方程式①×2+②得方程式：
2B（s）+3O2（g）=2BO3（g）；△H=2×（-296.8kJ•mol-1 ）+（-196.6kJ•mol-1）=-790.2KJ/mol；
所以BO3（g）=B（s）+O2（g）；△H=+395.1kJ/mol．
故答案为：吸收395.1kJ热量（或+395.1kJ）．