Question

6．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：

元素代号	X	Y	Z	W
原子半径/pm	160	143	70	66
主要化合价	+2	+3	+5、+3、-3	-2

根据以上信息，回答：
（1）写出四种元素的元素名称：X镁 Y铝 Z氮 W氧
（2）写出实验室制取Z的气态氢化物的化学反应方程式：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O，常用向下排空气法（方法）来收集Z的气态氢化物．
（3）写出Y的最高价氧化物对应的水化物与Z的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O
（4）一定条件下，W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来，请写出其化学反应方程式：4NH₃+3O₂ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2N₂+6H₂O．

Answer 1

分析 短周期元素中，W的化合价为-2价，故W为O元素；Z具有-3、+5价，原子半径大于氧元素且相差不大，故Z为N元素；X只有+2价，Y只有+3价，X、Y原子半径相差不大，原子半径较氮元素、氧元素相差大很多，可知X、Y位于第三周期相邻主族，故X为Mg元素，Y为Al元素，结合元素周期律与物质性质解答．

解答 解：短周期元素中，W的化合价为-2价，故W为O元素；Z具有-3、+5价，原子半径大于氧元素且相差不大，故Z为N元素；X只有+2价，Y只有+3价，X、Y原子半径相差不大，原子半径较氮元素、氧元素相差大很多，可知X、Y位于第三周期相邻主族，故X为Mg元素，Y为Al元素．
（1）X为镁、Y为铝、Z为氮、W为氧，故答案为：镁；铝；氮；氧；
（2）Z的气态氢化物为氨气，实验室制取氨气的化学反应方程式：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O，常用向下排空气法来收集，
故答案为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；向下排空气法；
（3）Y、Z的最高价氧化物对应的水化物分别为Al（OH）₃、HNO₃，二者反应的离子方程式：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O，
故答案为：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O；
（4）一定条件下，氧气单质可以与氨气反应生成氮气与水，反应方程式为：4NH₃+3O₂ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2N₂+6H₂O，
故答案为：4NH₃+3O₂ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2N₂+6H₂O．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，难度中等，利用原子半径及化合价来推断出元素是解答本题的关键，并熟悉元素及其单质、化合物的性质．