Question

设X、Y、Z代表3种元素．已知：
①X⁺和Y^-两种离子具有相同的电子层结构；
②Z元素原子核内质子数比Y原子核内质子数少9个；
③Y和Z两种元素可以形成4核42个电子的负一价阴离子．
据此，请填空：
（1）写出X、Y、Z三种元素的名称X

钾

，Y

氯

，Z

氧

．
（2）写出X、Y两种元素最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式：

OH^-+H⁺═H₂O

．

Answer 1

分析：由Y和Z两种元素可以形成4核42个电子的负一价阴离子，分情况讨论、计算得Y、Z分别是氯、氧元素；结合①得是K元素．X、Y的最高价氧化物的水化物分别是氢氧化钾、高氯酸，它们发生的反应是酸碱中和反应生成盐和水．

解答：解：（1）Y和Z两种元素形成的4核负一价阴离子有以下三种情况：（1）Y₂Z₂^-、（2）YZ₃^-、（3）Y₃Z^-，由于该负一价阴离子有42个电子，电子数是偶数，可排除情况（1），
根据情况（2）、（3）讨论、计算．令Z的质子数为n，由知②，则Y的质子数为n+9，若情况（2）：（n+9）+3n+1=42；解之得：n=8；则n+9=17．所以Z为O元素，Y为Cl元素．
若情况（3）：3（n+9）+n+1=42；解之得：n=3.5（不合题意，舍去）．
故Z为O元素，Y为Cl元素．X⁺和Y^-是两种简单的一价离子，具有相同的电子层结构，X、Y两元素处于相邻的两周期，且X位于Y的下一周期，Y为Cl，Cl^-核外有18个电子，
所以X⁺核外有18个电子，因此，X⁺核内质子数为18+1=19，故X为K元素．故答案为：钾；氯；氧；
（2）K元素最高价氧化物对应水化物为KOH，是强碱；Cl元素最高价氧化物对应水化物HClO₄，是强酸，两者相互反应的离子方程式为：OH^-+H⁺═H₂O．故答案为：OH^-+H⁺═H₂O．

点评：本题考查的是原子结构与性质，结合已知条件通过讨论、计算来推断元素；审题时注意，要求书写元素符号还是元素名称，此类习题常常出错．