Question

15．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，且互不同族；其中X、Y为金属元素，Z、W为非金属元素；X原子的最外层电子数与次外层电子数相等；X与W、Y与Z这两对原子的最外层电子数之和均为9．Y的单质可与NaOH溶液反应．
（1）Z的原子结构示意图为．
（2）Y、Z、W的原子半径由小到大的顺序是C1＜S＜A1（用元素符号表示）．
（3）工业生产单质Y的原理是2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑（用化学方程式表示）．
（4）X与Y的化学性质相似，则单质X与NaOH浓溶液反应的化学方程式是Be+2NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Na₂BeO₂+H₂↑．

Answer 1

分析 X原子的最外层电子数与次外层电子数相等，短周期中只有Be和Ar，X、Y为金属元素，此处显然X是Be；X与W的最外层电子数之和为9，W的最外层电子数为：9-2=7，为ⅤⅡA族元素；Y与Z的最外层电子数之和为9，Y为金属元素，Y的单质可与NaOH溶液反应，Y为Al，X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，W为ⅤⅡA族元素为Cl元素，则Z最外层电子数为9-3=6，为S元素，根据元素周期律的递变规律和对应物质的性质解答．
（1）Z为硫元素，核外有16个电子，分三层排布；
（2）同一周期从左向右，原子半径逐渐减小；
（3）Y为铝，工业上采用电解氧化铝的方法制取铝单质；
（4）X是Be，Y为铝，X与Y的化学性质相似，根据铝的性质书写单质X与NaOH浓溶液反应的化学方程式．

解答 解：（1）X原子的最外层电子数与次外层电子数相等，短周期中只有Be和Ar，X、Y为金属元素，此处显然X是Be；X与W的最外层电子数之和为9，W的最外层电子数为：9-2=7，为ⅤⅡA族元素；Y与Z的最外层电子数之和为9，Y为金属元素，Y的单质可与NaOH溶液反应，Y为Al，X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，W为ⅤⅡA族元素为Cl元素，则Z最外层电子数为9-3=6，为S元素，核外电子数等于其质子数，核外有16个电子，原子结构示意图为，
故答案为：；
（2）Y、Z、W分别为Al、S、Cl，属于第三周期，原子序数逐渐增大，同一周期从左向右，原子半径逐渐减小，所以半径为C1＜S＜A1，
故答案为：C1＜S＜A1；
（3）Y为铝，电解铝是目前广泛使用的金属，工业上用电解氧化铝制取金属铝，因氧化铝熔点高，用冰晶石作为氧化铝的助熔剂，反应为：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑，
故答案为：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑；
（4）X是Be，Y为铝，铝和碱液反应生成偏铝酸盐和氢气，X与Y的化学性质相似，所以单质X与NaOH浓溶液反应的化学方程式是：Be+2NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Na₂BeO₂+H₂↑，
故答案为：Be+2NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Na₂BeO₂+H₂↑．

点评 本题考查了原子结构与元素周期律的关系，题目难度中等，推断元素为解答关键，注意限制条件“X、Y为金属元素”，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力．