C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。
(1)Si位于元素周期表第____周期第_____族。
(2)N的基态原子核外电子排布式为_____;Cu的基态原子最外层有___个电子。
(3)用“>”或“<”填空:
原子半径 | 电负性 | 熔点 | 沸点 |
Al_____Si | N____O | 金刚石_____晶体硅 | CH4____SiH4 |
(4)常温下,将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1),测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示,反应过程中有红棕色气体产生。
0-t1时,原电池的负极是Al片,此时,正极的电极反应式是_____,溶液中的H+向___极移动,t1时,原电池中电子流动方向发生改变,其原因是______。
【答案】(1)三 IVA ,(2)1s22s22p3,1个(3)>,<,>,<(4)2H+ + NO3-+e-=NO2 ↑+ H2O,正,Al在浓硝酸中发生钝化,氧化膜阻止了Al进一步反应
【解析】(1)Si的核电荷数为14,位于元素周期表第三周期IVA族;(2)N原子的核外电子数为7,根
据电子排布式的书写规则,N的基态原子核外电子排布式为1s22s22p3;Cu的基态原子核外电子排布式为:1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1故最外层有1个电子(3)同周期元素原子随核电荷数递增,原子半径减小;非金属性越强电负性越大;金刚石和晶体硅都属于原子晶,但C-C键键长短,键能大,故熔点更高;组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,沸点越高。(4)正极得电子发生还原反应,故电极反应式为:2H+ + NO3-+e-=NO2 ↑+ H2O;在电场作用下,阳离子向电池正极移动;由图像得t1时刻电流方向改变,说明电负极发生变化,Al因为发生钝化不再进一步反应。
【考点定位】本题属于实验题,考查知识点覆盖范围较广,包括元素周期表和元素周期律、核外电子排布、晶体类型、原电池原理等知识,难度也由简入难。
【名师点睛】关于元素周期表的掌握关键是规范表达元素在周期表中的位置,周期和族的表示书写要规范;在书写电子排布式时要注意根据能量最低原理和泡利不相容原理,同时还要注意洪特规则中的特例,如半满和全满结构的特殊性;晶体类型和分子的结构对物质物理性质的影响,化学键对物理性质的影响也是本题的考查重点;判断原电池的正负极关键在于理解原电池的本质是氧化还原反应,根据这个原理来判断正负极,负极失电子,发生氧化反应,进而再根据电极材料、电解质溶液和题干信息书写电极反应式。