Question

6．原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W，四种元素的原子序数之和为32，在周期表中X是原子半径最小的元素，Y、Z左右相邻，Z、W位于同主族．M与X同主族，与W同周期．
（1）M元素是Na（填元素符号）．
（2）Z、W形成的气态氢化物的稳定性为H₂O＞H₂S（填化学式）．
（3）M₂Z₂的电子式为，写出M₂Z₂与水反应的离子方程式：2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑．
（4）由X、Y、Z、W四种元素中的三种组成的一种强酸，该强酸的稀溶液能与铜反应，离子方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+4H₂O+2NO↑．
（5）由X、Y、Z、W四种元素组成的一种离子化合物A，已知：
①1mol A能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8L气体；
②A能与盐酸反应产生气体B，该气体能与氯水反应．
则A是（NH₄）₂SO₃（填化学式）；写出该气体B与氯水反应的离子方程式：SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-．
（6）由X、Y、Z、W和Fe五种元素组成的相对分子质量为392的化合物C，1mol C中含有6mol结晶水．对该化合物C进行以下实验：
a．取C的溶液加入过量浓NaOH溶液并加热，产生白色沉淀和无色、有刺激性气味的气体．过一段时间，白色沉淀变为灰绿色，最终变为红褐色；
b．另取C的溶液，加入过量BaCl₂溶液产生白色沉淀，加盐酸沉淀不溶解．
写出C的化学式：（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O；试写出C与M₂Z₂按物质的量比1：2在溶液中反应的化学方程式：4（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O+8Na₂O₂=4Fe（OH）₃+8NH₃↑+3O₂↑+8Na₂SO₄+22H₂O．

Answer 1

分析 原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W，在周期表中X是原子半径最小的元素，则X为H元素；Y、Z左右相邻，Z、W位于同主族，结合原子序数可知Y、Z处于第二周期，W处于第三周期，设Y的原子序数为a，则Z的原子序数为a+1，W的原子序数为a+9，四种元素的原子序数之和为32，则：1+a+a+1+a+9=32，解得a=7，故Y为N元素、Z为O元素、W为S元素．M元素与X同主族，与W同周期，则M为Na．
（1）根据上述分析可知，M为钠元素；
（2）非金属性越强，氢化物越稳定；
（3）Na₂O₂属于离子化合物，Na₂O₂与水反应生成氢氧化钠与氧气；
（4）由H、N、O、S四种元素中的三种组成的一种强酸，该强酸的稀溶液能与铜反应，则该酸为硝酸；（5）由H、N、O、S四种元素组成的一种离子化合物A：①1molA能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8L气体，说明该物质阳离子为NH₄⁺，且1molA中含有2molNH₄⁺，则A为硫酸铵或亚硫酸铵，②A既能与盐酸反应，又能与氯水反应，故A为亚硫酸铵，则B为SO₂；
（6）由H、N、O、S和Fe五种元素组成的式量为392的化合物Y，Y的溶液加入过量浓NaOH溶液并加热，产生白色沉淀和无色刺激性气味气体．过一段时间白色沉淀变为灰绿色，最终变为红褐色，可知Y中含有Fe²⁺、NH₄⁺，另取B的溶液，加入过量BaCl₂溶液产生白色沉淀，加盐酸沉淀不溶解，则B中含有硫酸根离子，又1mol B中含有6mol结晶水，令C的化学式为x（NH₄）₂SO₄•yFeSO₄•6H₂O，结合其相对分子质量确定．

解答 解：原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W，在周期表中X是原子半径最小的元素，则X为H元素；Y、Z左右相邻，Z、W位于同主族，结合原子序数可知Y、Z处于第二周期，W处于第三周期，设Y的原子序数为a，则Z的原子序数为a+1，W的原子序数为a+9，四种元素的原子序数之和为32，则：1+a+a+1+a+9=32，解得a=7，故Y为N元素、Z为O元素、W为S元素．M元素与X同主族，与W同周期，则M为Na，
（1）根据上述分析可知，M为Na元素，故答案为：Na；
（2）非金属性O＞S，故氢化物稳定性H₂O＞H₂S，故答案为：H₂O；H₂S；
（3）Na₂O₂属于离子化合物，电子式为，Na₂O₂与水反应生成氢氧化钠与氧气，反应离子方程式为：2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑，
故答案为：；2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑；
（4）由H、N、O、S四种元素中的三种组成的一种强酸，该强酸的稀溶液能与铜反应，该酸为HNO₃，Cu与稀硝酸反应得到硝酸铜、NO与水，反应离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+4H₂O+2NO↑，
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+4H₂O+2NO↑；
（5）由H、N、O、S四种元素组成的一种离子化合物A，则A为铵盐．①1molA能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8L气体，即氨气为2mol，即1molA含有2mol铵根离子；②A能与盐酸反应产生气体B，该气体能与氯水反应，B为二氧化硫，可推知A为（NH₄）₂SO₃，B为SO₂，二氧化硫与氯水反应得到HCl与硫酸，反应离子方程式为：SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-，
故答案为：（NH₄）₂SO₃；SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-；
（6）由H、N、O、S和Fe五种元素组成的相对分子质量为392的化合物C，1mol C中含有6mol结晶水．向C的溶液中加入过量浓NaOH溶液并加热，产生白色沉淀和无色有刺激性气味的气体，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，说明C中含有Fe²⁺和NH₄⁺，另取少量C的溶液，向其中加入过量BaCl₂溶液时产生白色沉淀，再加入稀盐酸沉淀不溶解，说明C中含有SO₄^2-，
令C的化学式为x（NH₄）₂SO₄•yFeSO₄•6H₂O，则：（96+36）x+（96+56）y+108=392，则x=y=1，故C化学式为：（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O，
（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O与Na₂O₂按物质的量比1：2在溶液中反应，反应方程式为：4（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O+8Na₂O₂=4Fe（OH）₃+8NH₃↑+3O₂↑+8Na₂SO₄+22H₂O，
故答案为：（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O；4（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O+8Na₂O₂=4Fe（OH）₃+8NH₃↑+3O₂↑+8Na₂SO₄+22H₂O．

点评 本题考查位置结构性质的应用、无机物推断等，明确Y、Z、W的位置及原子序数的关系来推断元素是关键，需要学生熟练掌握元素化合物性质，难度较大．