Question

3．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．
（1）X元素是H（填元素符号）．
（2）X与W组成的化合物中存在共价键（填“离子键”或“共价键”）．
（3）由X、Y两种元素可组一种化学式为YX₅的固体化合物，此固体化合物的电子式为，其中所含的化学键类型有离子键、共价键（填“离子键”、“共价键”），此化合物与足量水反应的化学方程式为NH₄H+H₂O=NH₃•H₂O+H₂↑．
（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，发生该反应的离子方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（5）由X、Y、Z、W四种元素组成的一种离子化合物A．
①已知1mol A能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8L气体．写出加热条件下A与NaOH溶液反应的离子方程式NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+NH₃↑．
②又知A既能与盐酸反应，又能与氯水反应，写出A与氯水反应的离子方程式：SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺．
（6）由X、Y、Z、W和铁五种元素组成的式量为392的化合物B，1mol B中含有6mol结晶水．对化合物B进行如下实验：
I．取B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气体．生成的白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色．
II．取适量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．
①已知100mL 1mol/L B的溶液能与20mL 1mol/L KMnO₄溶液（硫酸酸化）恰好反应．写出反应的离子方程式5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．
②综合上述可知B的化学式为（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O．

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；Z、W位于同主族，设Z的原子序数为x，则W的原子序数为x+8，Y、Z左右相邻，Y的原子序数为x-1，由四种元素的原子序数之和为32，则1+（x-1）+x+（x+8）=32，解得x=8，即Y为N元素，Z为O元素，W为S元素．
（2）X与W组成的化合物为H₂S，硫原子与H原子之间形成极性键；
（3）由H、N两种元素可组一种化学式为NH₅的固体化合物，该化合物为NH₄H，由铵根离子与氢负离子构成，含有离子键、共价键，足量水反应反应生成NH₃•H₂O与H₂；
（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，该酸为硝酸，反应生成硝酸铜、NO与水；
（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，铵根离子与氢氧根离子反应生成氨气；
②A既能与盐酸反应，又能与氯水反应，故A为亚硫酸铵，亚硫酸铵与足量的盐酸反应生成氯化铵、二氧化硫与水；
（6）由H、N、O、S和Fe五种元素组成的式量为392的化合物B，由B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B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B的化学式为x（NH₄）₂SO₄•yFeSO₄•6H₂O，结合其相对分子质量确定化学式．Fe²⁺被氧化为Fe³⁺，根据电子转移守恒计算Mn元素在还原产物中化合价，确定还原产物，配平书写离子方程式．

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；Z、W位于同主族，设Z的原子序数为x，则W的原子序数为x+8，Y、Z左右相邻，Y的原子序数为x-1，由四种元素的原子序数之和为32，则1+（x-1）+x+（x+8）=32，解得x=8，即Y为N元素，Z为O元素，W为S元素．
（1）由上述分析可知，X是H元素，故答案为：H；
（2）X与W组成的化合物为H₂S，硫原子与H原子之间形成极性键共价键，故答案为：共价键；
（3）由H、N两种元素可组一种化学式为NH₅的固体化合物，该化合物为NH₄H，由铵根离子与氢负离子构成，电子式为：，含有离子键、共价键，此化合物与足量水反应的化学方程式为：NH₄H+H₂O=NH₃•H₂O+H₂↑，
故答案为：；离子键、共价键；NH₄H+H₂O=NH₃•H₂O+H₂↑；
（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，该酸为硝酸，反应生成硝酸铜、NO与水，该反应的离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（5）①由H、N、O、S组成的离子化合物A，1mol A能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8L气体，即生成氨气为$\frac{44.8L}{22.4L/mol}$=2mol，说明1 molA中含有2molNH₄⁺，则A为硫酸铵或亚硫酸铵，铵根离子与氢氧根离子反应方程式为：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+NH₃↑，
故答案为：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+NH₃↑；
②A既能与盐酸反应，又能与氯水反应，则A为（NH₄）₂SO₃，与氯气反应的离子方程式为：SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺，
故答案为：SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺；
（6）①由H、N、O、S和Fe五种元素组成的式量为392的化合物B，由B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B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B的化学式为x（NH₄）₂SO₄•yFeSO₄•6H₂O，则：（96+36）x+（96+56）y+108=392，则x=y=1，故B的化学式为：（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O，
B的物质的量为0.1L×1mol/L=0.1 mol，溶液中Fe²⁺为0.1mol，被氧化为Fe³⁺，高锰酸根离子的物质的量为0.02L×1mol/L=0.02 mol，设Mn元素在还原产物中化合价为a，根据电子转移守恒，0.1mol×（3-2）=0.02mol×（7-a），解得a=2，即含有生成Mn²⁺，故离子方程式为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
故答案为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
②根据①中的分析可知，该物质的化学式为：（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O，故答案为：（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O．

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，难度中等．