Question

17．W、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的短周期元素．W的最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍．Y是金屬，可以和X形成1：1和2：1兩種化合物．Z的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為4．
（1）寫(xiě)出WX₂的電子式．
（2）用元素符號(hào)表示X、Y、Z原子半徑由大到小的順序Ns＞S＞O．
（3）含1molZ的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的稀溶液與足量Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的稀溶液反應(yīng)放出熱量114.6kJ，寫(xiě)出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2NaOH（aq）+H₂SO₄（aq）═Na₂SO₄（aq）+2H₂O（l）△H=-114.6kJ/mol．
（4）在一定量Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的稀溶液中通入過(guò)量WX₂，用離子濃度表示該溶液中的電荷守恒c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺）．
（5）Y₂ZX₄與WX、H₂在高溫和鐵做催化劑條件下反應(yīng)，0.1molY₂ZX₄參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移0.8mol電子，消耗標(biāo)況下H₂的體積為4.48L，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂SO₄+2CO+2H₂$\frac{\underline{\;\;\;Fe\;\;\;}}{高溫}$Na₂S+2CO₂+2H₂O．

Answer 1

分析 W、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的短周期元素．Y是金屬，可以和X形成1：1和2：1兩種化合物，則Y為鈉元素，X為氧元素；Z的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為4，則最外層有6個(gè)電子，處于ⅥA族，則Z為硫元素；W的最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍，氦、碳、硫符合，由于Z為硫元素，氦為稀有氣體，結(jié)合問(wèn)題可知不可能為氦，故W為碳元素．

解答 解：W、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的短周期元素．Y是金屬，可以和X形成1：1和2：1兩種化合物，則Y為鈉元素，X為氧元素；Z的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為4，則最外層有6個(gè)電子，處于ⅥA族，則Z為硫元素；W的最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍，氦、碳、硫符合，由于Z為硫元素，氦為稀有氣體，結(jié)合問(wèn)題可知不可能為氦，故W為碳元素．
（1）WX₂是CO₂，分子中碳元素與氧原子之間形成2對(duì)共用電子對(duì)，電子式為，故答案為：；
（2）同周期自左而右原子半徑減小，同主族自上而下原子半徑增大，故原子半徑Na＞S＞O，故答案為：Na；S；O；
（3）Z的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物是H₂SO₄，Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物NaOH，含1molZ的H₂SO₄稀溶液與足量NaOH的稀溶液反應(yīng)放出熱量114.6kJ，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2NaOH （aq）+H₂SO₄（aq）═Na₂SO₄（aq）+2H₂O（l）△H=-114.6kJ/mol，
故答案為：2NaOH（aq）+H₂SO₄（aq）═Na₂SO₄（aq）+2H₂O（l）△H=-114.6kJ/mol；
（4）NaOH的稀溶液中通入過(guò)量CO₂得到碳酸氫鈉，該溶液中的存在電荷守恒：c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），
故答案為：c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺）；
（5）Na₂SO₄與CO、H₂在高溫和鐵做催化劑條件下反應(yīng)，0.1molNa₂SO₄參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移0.8mol電子，硫元素被還原，令硫元素在還原產(chǎn)物化合價(jià)中化合價(jià)為x，則0.1×（6-x）=0.8，解得x=-2，所以硫化鈉被還原為Na₂S，消耗標(biāo)況下H₂的體積為4.48L，物質(zhì)的量為0.2mol，氫氣提供的電子為0.2mol×2=0.4mol，所以有0.4mol電子是CO提供，CO被氧化為CO₂，需CO為$\frac{0.4mol}{2}$=0.2mol，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂SO₄+2CO+2H₂$\frac{\underline{\;\;\;Fe\;\;\;}}{高溫}$Na₂S+2CO₂+2H₂O，
故答案為：Na₂SO₄+2CO+2H₂$\frac{\underline{\;\;\;Fe\;\;\;}}{高溫}$Na₂S+2CO₂+2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題可知結(jié)構(gòu)與位置關(guān)系、電子式、熱化學(xué)方程式、氧化還原反應(yīng)、鹽類水解、元素周期律等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用能力，難度中等．