Question

18．X、Y、Z、R是中学化学常见的4种主族元素，原子序数依次增大．Y在周期表前20号元素中原子半径最大；X、Y可以形成YX型离子化合物，且离子核外电子数相等；Z、R可以形成共价分子RZ，两原子最外层均达到8电子结构，R显+1价．回答下列问题：
（1）Y的单质与水反应的化学方程式是2K+2H₂O=2KOH+H₂↑．
（2）R元素在周期表中位于第戊周期ⅦA族．
（3）根据原子结构理论预测：按X、Z、R顺序，原子核外电子层数依次递增，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱，所以X、Z、R三种元素的非金属性由强及弱的顺序是Cl＞Br＞I（填写元素符号）．
（4）为了证明这一结论，甲同学设计了如下实验：

序号	实验内容	实验现象	用离子方程式解释现象
实验Ⅰ	向YZ的水溶液中，加入少许CCl4，逐滴滴加X单质的水溶液，振荡．	CCl4层颜色变成橙红色	发生反应的离子方程式是Cl2+2Br-=2Cl-+Br2．
实验Ⅱ	向上述溶液中加入少量YR的水溶液，振荡．	CCl4层颜色变成紫红色	发生反应的离子方程式是Br2+2I-=2Br-+I 2．

乙同学分析后认为：用甲同学的实验设计比较R、Z的非金属性不够严谨，你认为他的理由可能是实验I结束后Cl₂可能剩余．
丙同学为了比较R、Z的非金属性，在甲同学方案的基础上补充设计了如下实验：
向Y、Z、R简单离子的混合溶液中，加入少许CCl₄，滴加少量X单质的水溶液，振荡，观察CCl₄层的颜色．
丙同学的设计依据是在含有I^-、Br^-离子溶液中加入少量Cl₂，还原性强的物质先被氧化．

Answer 1

分析 X、Y、Z、R是中学化学常见的4种主族元素，原子序数依次增大．Y在周期表前20号元素中原子半径最大，则Y为K元素；X、Y可以形成YX型离子化合物，X表现-1价，处于ⅦA族，且离子核外电子数相等，故X为Cl元素；Z、R可以形成共价分子RZ，两原子最外层均达到8电子结构，R显+1价，Z显-1价，R、Z原子最外层电子式均为7，则R、Z均处于ⅦA族，结合原子序数可知Z为Br、R为I，据此解答．

解答 解：X、Y、Z、R是中学化学常见的4种主族元素，原子序数依次增大．Y在周期表前20号元素中原子半径最大，则Y为K元素；X、Y可以形成YX型离子化合物，X表现-1价，处于ⅦA族，且离子核外电子数相等，故X为Cl元素；Z、R可以形成共价分子RZ，两原子最外层均达到8电子结构，R显+1价，Z显-1价，R、Z原子最外层电子式均为7，则R、Z均处于ⅦA族，结合原子序数可知Z为Br、R为I．
（1）K与水反应生成KOH与氢气，反应方程式为：2K+2H₂O=2KOH+H₂↑，
故答案为：2K+2H₂O=2KOH+H₂↑；
（2）R为I元素，元素在周期表中位于第五周期ⅦA族，
故答案为：五；ⅦA；
（3）根据原子结构理论预测：按X、Z、R顺序，原子核外电子层数依次递增，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱，所以X、Z、R三种元素的非金属性由强及弱的顺序是Cl＞Br＞I，
故答案为：原子核外电子层数依次递增；Cl＞Br＞I；
（4）实验Ⅰ：向KBr的水溶液中，加入少许CCl₄，逐滴滴加氯水，发生反应：Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂，得到Br₂被四氯化碳萃取，溶液分层，CCl₄层颜色变为橙红色；
实验Ⅱ：向上述溶液中加入少量KI的水溶液，振荡，会发生反应：Br₂+2I^-=2Br^-+I₂，得到I₂被四氯化碳萃取，溶液分层，CCl₄层颜色变为紫红色；
乙同学分析后认为：用甲同学的实验设计比较R、Z的非金属性不够严谨，其理由可能是：实验I结束后Cl₂可能剩余；
丙同学为了比较R、Z的非金属性，在甲同学方案的基础上补充设计了如下实验：向Y、Z、R简单离子的混合溶液中，加入少许CCl₄，滴加少量X单质的水溶液，振荡，观察CCl₄层的颜色，丙同学的设计依据是：在含有I^-、Br^-离子溶液中加入少量Cl₂，还原性强的物质先被氧化，
故答案为：

序号	实验内容	实验现象	用离子方程式解释现象
实验Ⅰ		橙红	Cl2+2Br-=2Cl-+Br2．
实验Ⅱ		紫红	Br2+2I-=2Br-+I 2．

；实验I结束后Cl₂可能剩余；在含有I^-、Br^-离子溶液中加入少量Cl₂，还原性强的物质先被氧化．

点评 本题考查位置结构性质关系应用、元素周期律、元素非金属性探究实验，是对学生综合能力的考查，难度中等．