Question

（14分） X、Y、Z、W、M、Q为原子序数依次增大的六种短周期元素，常温下，六种元素的常见单质中三种为气体，三种为固体。X与M，W与Q分别同主族， X是原子半径最小的元素，且X能与Y、Z、W分别形成电子数相等的三种分子，W是地壳中含量最多的元素。试回答下列问题：
(1)W、M、Q四种元素的原子半径由大到小的排列顺序是  　 ＞　　　＞　　(用元素符号表示)。
(2)元素M和Q可以形成化合物M₂Q，写出M₂Q的电子式                  。
(3) Z、W、Q三种元素的简单气态氢化物中稳定性最强的是       ，沸点最低的是      。（用分子式表示）
(4) W的一种氢化物含18个电子, 该氢化物与QW₂化合时生成一种强酸,其化学方程式为　　。
(5)由X、Z、W、Q四种元素中的三种元素可组成一种强酸，该强酸的稀溶液能与铜反应，则该反应的化学方程式为                                                        。
(6)由X、Z、W、Q四种元素组成的阴阳离子个数比为1:1的化合物A，已知A既能与盐酸反应生成气体，又能与氢氧化钠的浓溶液反应生成气体，且能使氯水褪色，写出A与足量氢氧化钠溶液在加热条件下反应的离子方程式                                                    。
(7)分子式为X₂Y₂W₄的化合物与含等物质的量的KOH的溶液反应后所得溶液呈酸性，该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c(K⁺)＞    　 ＞　　　　＞　　　　＞c(OH^－)。将2mL 0.1mol/L X₂Y₂W₄的溶液和4mL0.01mol/L酸性KMnO₄溶液混合，发现开始溶液颜色变化不明显，后溶液迅速褪色。解释原因                                        。

Answer 1

(1)Na＞S＞O（1分） (2)（1分） (3) H₂O   H₂S（各1分）
(4) H₂O₂+SO₂＝H₂SO₄（2分）
(5)3Cu＋8HNO₃(稀)＝3Cu(NO₃)₂＋2NO↑＋4H₂O（2分，不写稀扣1分）
(6)NH₄⁺+HSO ＋2OH^- △NH₃↑＋SO₃^2—+ 2H₂O（2分，不写加热扣1分）
(5) c(HC₂O)＞c(H^＋)＞c(C₂O)（2分）反应生成的MnSO₄能催化该反应，加快反应速率。（2分）

试题分析：X、Y、Z、W、M、Q为原子序数依次增大的六种短周期元素，W是地壳中含量最多的元素，因此W是O。W与Q同主族，因此Q是S。X是原子半径最小的元素，则X是H。X与M同主族，且M的原子序数大于氧元素，则M是Na。常温下，六种元素的常见单质中三种为气体，三种为固体，且X能与Y、Z、W分别形成电子数相等的三种分子，所以Y是C，Z是N。
(1)同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族自上而下原子半径逐渐增大，则W、M、Q四种元素的原子半径由大到小的排列顺序是Na＞S＞O。
(2)元素M和Q可以形成化合物Na₂S，含有离子键的离子化合物，电子式为。
(3)非金属性越强，氢化物的稳定性越强，Z、W、Q三种元素的非金属性强弱顺序为O＞N＞S，则简单气态氢化物中稳定性最强的是H₂O。由于水分子间以及氨气分子间均存在氢键，所以沸点最低的是H₂S。
(4) W的一种氢化物含18个电子, 则该氢化物是双氧水。双氧水与SO₂化合的化学方程式为H₂O₂+SO₂＝H₂SO₄。
(5)由X、Z、W、Q四种元素中的三种元素可组成一种强酸，该强酸的稀溶液能与铜反应，因此是稀硝酸，则该反应的化学方程式为3Cu＋8HNO₃(稀)＝3Cu(NO₃)₂＋2NO↑＋4H₂O。
(6)由X、Z、W、Q四种元素组成的阴阳离子个数比为1:1的化合物A，已知A既能与盐酸反应生成气体，又能与氢氧化钠的浓溶液反应生成气体，且能使氯水褪色，则A应该是亚硫酸氢铵，因此A与足量氢氧化钠溶液在加热条件下反应的离子方程式为NH₄⁺+HSO＋2OH^- △NH₃↑＋SO₃^2—+ 2H₂O。
(7)分子式为X₂Y₂W₄的化合物是乙二酸，与含等物质的量的KOH的溶液反应后得到草酸氢钾，所得溶液呈酸性，说明草酸氢根的电离程度大于其水解程度，所以该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c(K⁺)＞c(HC₂O)＞c(H^＋)＞c(C₂O)＞c(OH^－)。将2mL 0.1mol/L X₂Y₂W₄的溶液和4mL0.01mol/L酸性KMnO₄溶液混合，发现开始溶液颜色变化不明显，后溶液迅速褪色。因此根据外界条件对反应速率的影响分析，此时影响因素应该考虑催化剂，即由于反应生成的MnSO₄能催化该反应，从而加快反应速率。