解题思路: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.
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)+[3/2]O2(g);△H=+395.1kJ/mol.
故答案为:吸收395.1kJ热量(或+395.1kJ).
点评:
本题考点: 位置结构性质的相互关系应用;用盖斯定律进行有关反应热的计算.
考点点评: 本题考查学生利用元素的位置与结构来推断元素,并利用元素化合物知识来解答,综合性强,注重了高考的热点来考查学生,有利于学生巩固基础知识和基本技能.