Question

前20號(hào)主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，W的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍．X、Y和Z分屬不同的周期，他們的原子序數(shù)之和是W原子序數(shù)的5倍．在由元素W、X、Y、Z組成的所有可能的二組分化合物中，由元素W與Y形成的化合物M的熔點(diǎn)最高．請回答下列問題：
（1）W元素原子的電子排布圖為

，
（2）X單質(zhì)與水發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2F₂+2H₂O=4HF+O₂

；
（3）化合物M的化學(xué)式為

MgO

，其晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相同，而熔點(diǎn)高于NaCl．M熔點(diǎn)較高的原因是

離子的電荷多，離子半徑小，晶格能大

．
（4）X、Y、Z可形成立方晶體結(jié)構(gòu)的化合物，其晶胞中X占據(jù)所有棱的中心，Y位于頂角，Z處于體心位置，則該晶體的組成為X：Y：Z=

3：1：1

；
（5）基態(tài)原子Z的電子排布式

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹

；含有元素Z的鹽的焰色反應(yīng)為

紫

色．許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應(yīng)，其原因是

電子躍遷時(shí)以光的形式將能量釋放出來

．

Answer 1

分析：主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，W的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，則W有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，故W為氧元素；X，Y，Z分屬不同的周期，且主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，X不可能為第三周期元素，若為第三周期，X、Y、Z的原子序數(shù)之和大于W原子序數(shù)的5倍，所以可以斷定X也在第二周期，且原子序數(shù)比氧元素大，故X為F元素；故Y、Z的原子序數(shù)之和為8×5-9=31，平均原子序數(shù)為15.5，故Y處于第三周期，Z處于第四周期，Z的原子序數(shù)大于18，若Y為Na元素，則Z為Ca元素，若Y為Mg元素，則Z為K元素，X的原子序數(shù)再增大，不符合題意，由于元素W與Y形成的化合物M的熔點(diǎn)最高，故Y為Mg元素，Z為K元素．

解答：解：主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，W的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，則W有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，故W為氧元素；X，Y，Z分屬不同的周期，且主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，X不可能為第三周期元素，若為第三周期，X、Y、Z的原子序數(shù)之和大于W原子序數(shù)的5倍，所以可以斷定X也在第二周期，且原子序數(shù)比氧元素大，故X為F元素；故Y、Z的原子序數(shù)之和為8×5-9=31，平均原子序數(shù)為15.5，故Y處于第三周期，Z處于第四周期，Z的原子序數(shù)大于18，若Y為Na元素，則Z為Ca元素，若Y為Mg元素，則Z為K元素，X的原子序數(shù)再增大，不符合題意，由于元素W與Y形成的化合物M的熔點(diǎn)最高，故Y為Mg元素，Z為K元素，
（1）W為氧元素，原子的電子排布圖為，故答案為：；
（2）X為F元素，氟氣與水反應(yīng)生成HF與O₂，反應(yīng)方程式為：2F₂+2H₂O=4HF+O₂，故答案為：2F₂+2H₂O=4HF+O₂；
（3）由上述分析可知，M為MgO，其晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相同，而熔點(diǎn)高于NaCl，由于MgO晶體中離子的電荷多，離子半徑小，晶格能大，故MgO熔點(diǎn)較高，故答案為：MgO；離子的電荷多，離子半徑小，晶格能大；
（4）F、Mg、K形成立方晶體結(jié)構(gòu)的化合物，晶胞中F占據(jù)所有棱的中心，晶胞中F原子數(shù)目為12×

1

4

=3，Mg位于頂角，晶胞中Mg原子數(shù)目為8×

1

8

=1，K處于體心位置，晶胞中含有1個(gè)K原子，則該晶體的組成為F：Mg：K=3：1：1，
故答案為：3：1：1；
（5）基態(tài)原子K的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹；含有元素K的鹽的焰色反應(yīng)為紫色．許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應(yīng)，其原因是電子躍遷時(shí)以光的形式將能量釋放出來，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹；紫；電子躍遷時(shí)以光的形式將能量釋放出來．

點(diǎn)評：本題考查元素推斷、核外電子排布規(guī)律、微粒結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶胞計(jì)算等，難度中等，推斷元素是解題的關(guān)鍵，要充分利用原子序數(shù)的關(guān)系結(jié)合周期表的結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷元素．