Question

原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素X、Y、Z、W四種元素的原子序數(shù)之和為32，周期表中X是原子半徑最小的元素，Y、Z左右相鄰，Z、W位于同主族．
（1）Y、Z、W三種元素形成的簡單離子半徑由小到大的順序?yàn)?div id="3frlxjt" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．（用元素的離子符號表示）
（2）X、Y、Z三種元素以4：2：3的個數(shù)比組成的一種常見物質(zhì)，該物質(zhì)中所含有的化學(xué)鍵類型為

 

．
（3）由X、Y、Z、W四種元素中的三種組成的一種強(qiáng)酸，該強(qiáng)酸的稀溶液能與銅反應(yīng)，離子方程式為

 

．
（4）有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料，以X₂、Y₂為電極反應(yīng)物，以HCl-NH₄Cl溶液為電解質(zhì)溶液制造新型燃料電池，試寫出此電池正極的電極反應(yīng)式

 

．
（5）由X、Y、Z、W和一種常見金屬元素組成相對分子質(zhì)量為392的化合物A，1mol A 中含有6mol 結(jié)晶水．對化合物A進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
a．取含有0.2mol A的溶液加入過量濃NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生白色沉淀和8.96L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）無色刺激性氣味氣體．過一段時間白色沉淀變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色；
b．另取含有0.2mol A的溶液，加入過量BaCl₂溶液產(chǎn)生93.2g白色沉淀，加鹽酸沉淀不溶解．
①A的化學(xué)式為

 

②B是由X、Y、Z三種元素組成的一種堿．測定濃度均為a mol/L的化合物A和B的混合溶液呈中性，且含金屬離子的濃度為b mol/L，則溶液中除H⁺、金屬離子外的陽離子濃度為

 

mol/L．

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素X、Y、Z、W，四種元素的原子序數(shù)之和為32，周期表中X是原子半徑最小的元素，則X是H元素，Y、Z左右相鄰，Z、W位于同主族，W的原子序數(shù)比Z大8，Z的原子序數(shù)比Y大1，設(shè)Z的原子序數(shù)是a，則a-1+a+a+8=32-1，a=8，所以Z是O元素、Y是N元素、W是S元素，
（1）離子的電子層數(shù)越多，其離子半徑越大，電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，離子半徑隨著原子序數(shù)增大而減小；
（2）X、Y、Z三種元素以4：2：3的個數(shù)比組成的一種常見物質(zhì)，該物質(zhì)為NH₄NO₃，根據(jù)構(gòu)成微粒確定化學(xué)鍵；
（3）由X、Y、Z、W四種元素中的三種組成的一種強(qiáng)酸，該強(qiáng)酸的稀溶液能與銅反應(yīng)，則該酸是硝酸，硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅、NO和水；
（4）該原電池中，負(fù)極上氫氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氮?dú)獾秒娮影l(fā)生還原反應(yīng)；
（5）①a根據(jù)沉淀顏色變化知，A中含有亞鐵離子，A和堿反應(yīng)生成無色刺激性氣味的氣體，該氣體是氨氣，則A中含有銨根離子，n（NH₃）=

8.96L

22.4L/mol

=0.4mol，0.2mol A的溶液加入過量濃NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生0.4mol氨氣，則A中銨根離子個數(shù)是2；
另取含有0.2mol A的溶液，加入過量BaCl₂溶液產(chǎn)生93.2g白色沉淀，加鹽酸沉淀不溶解，該白色沉淀是BaSO₄，n（BaSO₄）=

93.2g

233g/mol

=0.4mol，A中硫酸根離子個數(shù)為2，A中鐵原子個數(shù)=

392-18×6-96×2-18×2

56

=1，所以A的化學(xué)式為（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O；
②根據(jù)電荷守恒計(jì)算．

解答： 解：原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素X、Y、Z、W，四種元素的原子序數(shù)之和為32，周期表中X是原子半徑最小的元素，則X是H元素，Y、Z左右相鄰，Z、W位于同主族，W的原子序數(shù)比Z大8，Z的原子序數(shù)比Y大1，設(shè)Z的原子序數(shù)是a，則a-1+a+a+8=32-1，a=8，所以Z是O元素、Y是N元素、W是S元素，
（1）離子的電子層數(shù)越多，其離子半徑越大，電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，離子半徑隨著原子序數(shù)增大而減小，所以N、O、S三種元素形成的簡單離子半徑由小到大的順序?yàn)镺^2-＜N^3-＜S^2-，故答案為：O^2-＜N^3-＜S^2-；
（2）X、Y、Z三種元素以4：2：3的個數(shù)比組成的一種常見物質(zhì)，該物質(zhì)為NH₄NO₃，銨根離子和硝酸根離子之間存在離子鍵、銨根離子中N原子和H原子及硝酸根離子中N原子和O原子之間存在共價鍵，故答案為：離子鍵；共價鍵；
（3）由X、Y、Z、W四種元素中的三種組成的一種強(qiáng)酸，該強(qiáng)酸的稀溶液能與銅反應(yīng)，則該酸是硝酸，硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅、NO和水，離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（4）負(fù)極上氫氣失電子生成氫離子，正極上氮?dú)獾秒娮雍蜌潆x子反應(yīng)生成銨根離子，電極反應(yīng)式為：N₂+6 e^-+8H⁺=2NH₄⁺，故答案為：N₂+6 e^-+8H⁺=2NH₄⁺；
（5）①a根據(jù)沉淀顏色變化知，A中含有亞鐵離子，A和堿反應(yīng)生成無色刺激性氣味的氣體，該氣體是氨氣，則A中含有銨根離子，n（NH₃）=

8.96L

22.4L/mol

=0.4mol，0.2mol A的溶液加入過量濃NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生0.4mol氨氣，則A中銨根離子個數(shù)是2；
另取含有0.2mol A的溶液，加入過量BaCl₂溶液產(chǎn)生93.2g白色沉淀，加鹽酸沉淀不溶解，該白色沉淀是BaSO₄，n（BaSO₄）=

93.2g

233g/mol

=0.4mol，A中硫酸根離子個數(shù)為2，A中鐵原子個數(shù)=

392-18×6-96×2-18×2

56

=1，所以A的化學(xué)式為（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O，
故答案為：（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O；
②B是由H、N、O三種元素組成的一種堿．則B是NH₃．H₂O，測定濃度均為a mol/L的化合物A和B的混合溶液呈中性，且含金屬離子的濃度為b mol/L，混合溶液中硫酸根離子濃度為2amol/L，根據(jù)電荷守恒得c（NH₄⁺）+2c（Fe ²⁺ ）=2c（SO₄^2-），所以c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）-2c（Fe ²⁺ ）=2×2amol/L-2bmol/L=（4a-2b）mol/L，故答案為：4a-2b．

點(diǎn)評：本題考查了元素位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的關(guān)系及應(yīng)用，涉及離子濃度大小比較、化學(xué)式的確定、原電池原理等知識點(diǎn)，正確推斷元素是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)來分析解答，題目難度中等．