Question

7．X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的位置关系如图：
I．若Z元素原子的最外层电子数是电子层数的2倍
（1）W在周期表中的位置为第三周期第ⅦA族．
（2）Y和Z可组成的化合物的化学式为SO ₂、SO ₃．
（3）写出铜和X的最高价氧化物水化物浓溶液反应的离子方程式Cu+2NO₃^-+4H⁺=Cu²⁺+2H₂O+2NO₂↑．
Ⅱ．若Y和Z的核外电子数之和为22
（1）工业上生产Y氢化物的化学方程式为N₂+3H₂$?_{高温高压}^{催化剂}$2NH₃．
（2）将X的最高价氧化物通入到硅酸钠溶液中，实验现象是溶液中有白色沉淀生成．
（3）X单质与W的最高价氧化物水化物的浓溶液反应，当电子转移0.4mol时，产生气体的体积（标准状况下）是6.72L．

Answer 1

分析 I．若Z元素原子的最外层电子数是电子层数的2倍，由于Z是短周期元素，则Z应该是第三周期元素，所以Z是硫元素，则W是氯元素，Y是氧元素，X是氮元素；
Ⅱ．若Y和Z的核外电子数之和为22，由于二者处于同一主族，核电荷数相差8个，所以Y是氮元素，Z是磷元素，则 W是硫，X是碳元素．
（1）工业上用氮气与氢气合成氨气；
（2）碳酸的所形成的强于硅酸，将CO ₂通入到硅酸钠溶液中会生成硅酸；
（3）碳单质与浓硫酸反应中碳元素的化合价从0价升高到+4价，失去4个电子，S元素的化合价从+6价降低到+4价，结合电子转移守恒计算CO₂、SO₂的物质的量，进而计算生成气体的体积．

解答 解：I．若Z元素原子的最外层电子数是电子层数的2倍，由于Z是短周期元素，则Z应该是第三周期元素，所以Z是硫元素，则W是氯元素，Y是氧元素，X是氮元素．
（1）氯元素在周期表中的位置为第三周期第ⅦA族，故答案为：第三周期第ⅦA族；
（2）O和S可组成的化合物的化学式为SO₂、SO₃，故答案为：SO ₂、SO₃；
（3）氮元素的最高价氧化物水化物是硝酸，具有强氧化性，则铜和浓硝酸反应的离子方程式为：Cu+2NO₃^-+4H⁺=Cu²⁺+2H₂O+2NO₂↑，
故答案为：Cu+2NO₃^-+4H⁺=Cu²⁺+2H₂O+2NO₂↑；
Ⅱ．若Y和Z的核外电子数之和为22，由于二者处于同一主族，核电荷数相差8个，所以Y是氮元素，Z是磷元素，则 W是硫，X是碳元素．
（1）工业上用氮气与氢气合成氨气，反应方程式为：N₂+3H₂$?_{高温高压}^{催化剂}$2NH₃，
故答案为：N₂+3H₂$?_{高温高压}^{催化剂}$2NH₃；
（2）碳酸的所形成的强于硅酸，将CO ₂通入到硅酸钠溶液中会生成硅酸，实验现象是溶液中有白色沉淀生成，
故答案为：溶液中有白色沉淀生成；
（3）碳单质与浓硫酸反应中碳元素的化合价从0价升高到+4价，失去4个电子，S元素的化合价从+6价降低到+4价，得到2个电子，所以当电子转移0.4 mol时，产生0.1molCO₂和0.2molSO₂，则气体的体积（标准状况下）是0.3mol×22.4L/mol=6.72L，
故答案为：6.72L．

点评 本题考查元素周期表的结构的综合应用，熟练掌握元素周期表的结构与元素化合物性质，注意对基础知识的理解掌握．