Question

3．I．有X、Y、Z、R四種短周期元素，Y、Z、R同周期．相關(guān)信息如下：

	相關(guān)信息
X	單質(zhì)為雙原子分子．若低溫蒸發(fā)液態(tài)空氣，因其沸點(diǎn)較低可先獲得X的單質(zhì)
Y	含Y元素的物質(zhì)焰色反應(yīng)為黃色
Z	同周期元素中原子半徑最小
R	R元素原子的最外層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍

（1）Z元素在周期表的位置是第三周期第VIIA族，Y、Z、R簡(jiǎn)單離子的半徑從大到小的順序是S^2-＞Cl^-＞Na⁺（用離子符號(hào)表示）；
（2）由X、Z兩種元素組成的化合物甲，常溫下為易揮發(fā)的淡黃色液體，甲分子構(gòu)型為三角錐形，且分子里X、Z兩種原子最外層均達(dá)到8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)．甲遇水蒸氣可形成一種常見的漂白性物質(zhì)．則甲的結(jié)構(gòu)式為  ；
（3）化合物乙（Y₂R）溶液在空氣中長(zhǎng)期放置，與氧氣反應(yīng)會(huì)生成與過(guò)氧化鈉的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)相似的物質(zhì)Y₂R₂，其溶液顯黃色．則Y₂R₂的電子式為，寫出乙溶液在空氣中變質(zhì)過(guò)程的化學(xué)方程式4Na₂S+O₂+2H₂O═4NaOH+2Na₂S₂ ．
II．元素X與氫可形成多種化合物，如丙、丁、戊．
（1）丙與醋酸類似，為一元弱酸，對(duì)熱十分穩(wěn)定但受撞擊就爆炸．8.6g丙爆炸分解生成H₂和6.72L（標(biāo)況下）X₂．寫出其爆炸的化學(xué)方程式2HN₃=3N₂+H₂ ；
（2）丁為離子化合物，遇水反應(yīng)生成H₂和氣體戊，標(biāo)況下戊的密度為0.76g•L^-1，則物質(zhì)丁的化學(xué)式為NH₄H；
（3）戊在高溫條件下能還原Fe₂O₃，生成兩種單質(zhì)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2NH₃+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$N₂+2Fe+3H₂O，有人提出生成的產(chǎn)物中可能還有FeO，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證（用化學(xué)方法）取固體生成物ag與足量鹽酸反應(yīng)，測(cè)定生成氣體標(biāo)況的體積為VL，若V＜$\frac{a}{56}×22.4$，則含F(xiàn)eO，反之則無(wú)；或者取一定質(zhì)量固體生成物與足量H₂（或CO）共熱充分反應(yīng)，若質(zhì)量減少則含F(xiàn)eO，反之則無(wú)．

Answer 1

分析 Ⅰ、有X、Y、Z、R四種短周期元素，Y、Z、R同周期，
X單質(zhì)為雙原子分子，若低溫蒸發(fā)液態(tài)空氣，因其沸點(diǎn)較低可先獲得X的單質(zhì)氮?dú)�，則X為N元素；
含有Y元素的物質(zhì)焰色反應(yīng)為黃色，則Y為Na元素；
Z是其同周期元素中原子半徑最小的，且與Y同一周期，則Z為Cl元素；
R元素原子的最外層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍，且與Y、Z同一周期，則R為S元素；
（1）Z為Cl元素，主族元素原子核外電子層數(shù)與其周期數(shù)相同，最外層電子數(shù)與其族序數(shù)相同，據(jù)此判斷Z元素在周期表的位置，Y、Z、R元素分別是Na、Cl、S，電子層結(jié)構(gòu)相同的離子半徑隨著原子序數(shù)增大而減小，離子中電子層數(shù)越多其離子半徑越大；
（2）由N、Cl兩種元素組成的化合物甲，常溫下為易揮發(fā)的淡黃色液體，甲分子構(gòu)型為三角錐形，且分子里X、Z兩種原子最外層均達(dá)到8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則甲為NCl₃，甲遇水蒸氣可形成一種常見的漂白性物質(zhì)，為HClO；
（3）化合物乙（Na₂S）溶液在空氣中長(zhǎng)期放置，與氧氣反應(yīng)會(huì)生成與過(guò)氧化鈉的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)相似的物質(zhì)Na₂S₂，其溶液顯黃色，根據(jù)過(guò)氧化鈉電子式書寫Y₂R₂的電子式，根據(jù)反應(yīng)物和生成物書寫方程式；
Ⅱ、元素N與氫可形成多種化合物，如丙、丁、戊．
X為N元素，元素X與氫可形成多種化合物，如丙、丁、戊，丙與醋酸類似，為一元弱酸，設(shè)丙的分子式為HN_m，HN_m分解的方程式為2HN_m=H₂+mN₂，8.6gHN_m爆炸分解生成H₂和6.72L（標(biāo)況下）N₂，氮?dú)鉃?\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，則2：m=$\frac{8.6}{1+14m}$：0.3，解得m=3，所以丙為HN₃，丁為離子化合物，遇水反應(yīng)生成H₂和氣體戊，標(biāo)況下戊的密度為0.76g•L^-1，則戊的相對(duì)分子質(zhì)量為0.76×22.4=17，所以戊為氨氣，則丁為NH₄H．

解答 解：Ⅰ、有X、Y、Z、R四種短周期元素，Y、Z、R同周期，
X單質(zhì)為雙原子分子，若低溫蒸發(fā)液態(tài)空氣，因其沸點(diǎn)較低可先獲得X的單質(zhì)氮?dú)�，則X為N元素；
含有Y元素的物質(zhì)焰色反應(yīng)為黃色，則Y為Na元素；
Z是其同周期元素中原子半徑最小的，且與Y同一周期，則Z為Cl元素；
R元素原子的最外層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍，且與Y、Z同一周期，則R為S元素；
（1）Z為Cl元素，主族元素原子核外電子層數(shù)與其周期數(shù)相同，最外層電子數(shù)與其族序數(shù)相同，Z元素原子核外有3個(gè)電子層、最外層有7個(gè)電子，所以位于第三周期第VIIA族，Y、Z、R元素分別是Na、Cl、S，電子層結(jié)構(gòu)相同的離子半徑隨著原子序數(shù)增大而減小，離子中電子層數(shù)越多其離子半徑越大，所以離子半徑大小順序是S^2-＞Cl^-＞Na⁺，故答案為：第三周期第VIIA族；S^2-＞Cl^-＞Na⁺；
（2）由N、Cl兩種元素組成的化合物甲，常溫下為易揮發(fā)的淡黃色液體，甲分子構(gòu)型為三角錐形，且分子里X、Z兩種原子最外層均達(dá)到8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則甲為NCl₃，甲遇水蒸氣可形成一種常見的漂白性物質(zhì)，為HClO，則甲結(jié)構(gòu)式為，故答案為：；
（3）化合物乙（Na₂S）溶液在空氣中長(zhǎng)期放置，與氧氣反應(yīng)會(huì)生成與過(guò)氧化鈉的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)相似的物質(zhì)Na₂S₂，其溶液顯黃色，根據(jù)過(guò)氧化鈉電子式書寫Y₂R₂的電子式為，根據(jù)反應(yīng)物和生成物書寫方程式為4Na₂S+O₂+2H₂O═4NaOH+2Na₂S₂，
故答案為：；4Na₂S+O₂+2H₂O═4NaOH+2Na₂S₂；
Ⅱ、元素N與氫可形成多種化合物，如丙、丁、戊．
X為N元素，元素X與氫可形成多種化合物，如丙、丁、戊，丙與醋酸類似，為一元弱酸，設(shè)丙的分子式為HN_m，HN_m分解的方程式為2HN_m=H₂+mN₂，8.6gHN_m爆炸分解生成H₂和6.72L（標(biāo)況下）N₂，氮?dú)鉃?\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，則2：m=$\frac{8.6}{1+14m}$：0.3，解得m=3，所以丙為HN₃，丁為離子化合物，遇水反應(yīng)生成H₂和氣體戊，標(biāo)況下戊的密度為0.76g•L^-1，則戊的相對(duì)分子質(zhì)量為0.76×22.4=17，所以戊為氨氣，則丁為NH₄H，
（4）丙為HN₃，反應(yīng)方程式為：2HN₃=3N₂+H₂ ，
故答案為：2HN₃=3N₂+H₂ ；
（5）丁為離子化合物，遇水反應(yīng)生成H₂和氣體戊，標(biāo)況下戊的密度為0.76g•L^-1，則戊的相對(duì)分子質(zhì)量為0.76×22.4=17，所以戊為氨氣，則丁為NH₄H，
故答案為：NH₄H；
（6）氨氣在高溫條件下能還原Fe₂O₃，生成氮?dú)夂丸F，反應(yīng)方程式為2NH₃+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$N₂+2Fe+3H₂O；有人提出生成的產(chǎn)物中可能還有FeO，其檢驗(yàn)方法為取固體生成物a g與足量鹽酸反應(yīng)，測(cè)定生成氣體標(biāo)況的體積為V L，若V＜$\frac{a}{56}×22.4$，則含F(xiàn)eO，反之則無(wú)；或者取一定質(zhì)量固體生成物與足量H₂（或CO）共熱充分反應(yīng)，若質(zhì)量減少則含F(xiàn)eO，反之則無(wú)，
故答案為：2NH₃+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$N₂+2Fe+3H₂O；取固體生成物a g與足量鹽酸反應(yīng)，測(cè)定生成氣體標(biāo)況的體積為V L，若V＜$\frac{a}{56}×22.4$，則含F(xiàn)eO，反之則無(wú)；或者取一定質(zhì)量固體生成物與足量H₂（或CO）共熱充分反應(yīng)，若質(zhì)量減少則含F(xiàn)eO，反之則無(wú)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查元素化合物推斷，推斷元素是解題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生知識(shí)遷移應(yīng)用與分析推理能力，習(xí)題中所涉及物質(zhì)在中學(xué)中沒(méi)有，需要學(xué)生通過(guò)題給信息進(jìn)行分析推斷，題目難度中等．