Question

3．X、Y、Z、W代表短周期的四种元素，有关它们的部分结构及性质信息如下表所示．

元素	部分结构信息	部分性质信息
X	X的单质由双原子分子构成，分子中有14个电子	X有多种氧化物，如XO、XO2、X2O4等；
Y	Y原子的次外层电子数等于最外层电子数的一半	Y能形成多种气态氢化物
Z	Z原子的最外层电子数多于4	Z元素的最高正化合价与最低负化合价代数和等于6
W	W原子的最外层电子数等于2n-3（n为原子核外电子层数）	化学反应中W原子易失去最外层电子形成Wn+

请按要求回答下列问题（注意不能用字母X、Y、Z、W作答）：
（1）X的气态氢化物分子的电子式是；
（2）Z元素在周期表中的位置是第三周期ⅦA族；
（3）X、Y、Z三元素的最高价氧化物对应水化物的酸性，由强到弱的顺序是（用化学式表示）HClO₄＞HNO₃＞H₂CO₃；
（4）实验室用X的氢化物的水溶液制取W的氢氧化物的方法是（用离子方程式表示）Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（5）写出Z的单质与二氧化硫的混合气体通入水中的离子反应方程式：Cl₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W是短周期的四种元素，X的单质由双原子分子构成，分子中有14个电子，其质子数为7，X有多种氧化物，如XO、XO₂、X₂O₄等，所以X为N元素；
Y原子的次外层电子数等于最外层电子数的一半，Y能形成多种气态氢化物，则Y为C元素；
Z原子的最外层电子数多于4，非金属元素，Z元素的最高正化合价与最低负化合价代数和等于6，其最高价为+7价，为Cl元素；
W原子的最外层电子数等于2n-3（n为原子核外电子层数），化学反应中W原子易失去最外层电子形成Wⁿ⁺，n=3符合，则W为Al，据此进行解答．

解答 解：X、Y、Z、W是短周期的四种元素，X的单质由双原子分子构成，分子中有14个电子，其质子数为7，X有多种氧化物，如XO、XO₂、X₂O₄等，所以X为N元素；Y原子的次外层电子数等于最外层电子数的一半，Y能形成多种气态氢化物，则Y为C元素；Z原子的最外层电子数多于4，非金属元素，Z元素的最高正化合价与最低负化合价代数和等于6，其最高价为+7价，为Cl元素；W原子的最外层电子数等于2n-3（n为原子核外电子层数），化学反应中W原子易失去最外层电子形成Wⁿ⁺，n=3符合，则W为Al，
（1）X为N元素，其气态氢化物为氨气，氨气为共价化合物，分子中含有3个氮氢键，氨气的电子式为：，
故答案为：；
（2）Z为Cl元素，其原子序数为17，位于周期表中第三周期ⅦA族，
故答案为：第三周期ⅦA族；
（3）非金属性Cl＞N＞C，则最高价含氧酸的酸性为强弱为：HClO₄＞HNO₃＞H₂CO₃，
故答案为：HClO₄＞HNO₃＞H₂CO₃；
（4）实验室用X的氢化物的水溶液为氨水，W的氢氧化物为氢氧化铝，氨水与铝离子反应生成氢氧化铝沉淀，反应的离子方程式为：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（5）Z的单质为氯气，氯气与二氧化硫在溶液中反应生成硫酸和氯化氢，反应的离子反应方程式为：Cl₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-，
故答案为：Cl₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-．

点评 本题考查结构性质与位置关系的综合应用，题目难度中等，推断元素是解答关键，注意熟练掌握原子结构与元素周期律、元素周期表的关系，试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用能力．