Question

18．運用元素周期律研究元素及其化合物的性質(zhì)具有重要的意義
I．部分短周期主族元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物（濃度均為0.01mol/L^-1）溶液的pH和原子序數(shù)的關(guān)系如圖所示．

（1）元素R在周期表中的位置是第三周期第ⅦA族，元素Z的原子結(jié)構(gòu)示意圖是．
（2）元素Y和W形成的Y₂W₂型化合物中含有化學(xué)鍵的類型為離子鍵、非極性共價鍵．
Ⅱ．短周期元素C、O、S能形成多種化合物，如CO₂、CS₂、COS等
（1）下列能說明碳、硫兩種元素非金屬性相對強弱的是AC（填序號）
A．S與H₂發(fā)生化合反應(yīng)比C與H₂化合更容易
B．酸性：H₂SO₃＞H₂CO₃
C．CS₂中碳元素為+4價，硫元素為-2價
（2）羰基硫（COS）其分子結(jié)構(gòu)和CO₂相似．用電子式表示羰基硫（COS）的形成過程．
（3）鉛（Pb）、錫（Sn）、鍺（Ge）與元素碳（C）同主族．則：
①鍺的原子序數(shù)為32
②它們最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性由強到弱順序為Pb（OH）₄＞Sn（OH）₄＞Ge（OH）₄（填化學(xué)式）．
Ⅲ．若1.52g銅鎂合金完全溶解于X元素的最高價氧化物的水化物的濃溶液中，向反應(yīng)后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液，當(dāng)金屬陽離子全部沉淀時，得到2.54g沉淀，那么，該銅鎂合金中銅與鎂的物質(zhì)的量之比是2：1．

Answer 1

分析 I．由部分短周期主族元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物（濃度均為0.01mol/L^-1）溶液的pH和原子序數(shù)關(guān)系可知，NaOH溶液的pH為12，Y為Na，硝酸的pH=2，X為N元素，Z對應(yīng)pH＞2，為磷酸，則Z為P，W對應(yīng)pH＜2，為硫酸，所以W為S；R對應(yīng)pH=2，且原子序數(shù)最大，所以R是Cl．
II．（1）A．非金屬性越強，越易與氫氣化合；
B．最高價含氧酸的酸性可說明碳與硫兩元素非金屬性相對強弱；
C．非金屬性強的顯負價；
（2）COS分子結(jié)構(gòu)與二氧化碳分子結(jié)構(gòu)相似，所有原子的最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)，則C與O、C與S均形成兩對共有電子對；
（3）①Ge在Si的下方，第四周期有18種元素；
②同主族從上到下金屬性增強，金屬性越強，對應(yīng)最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性越強；
Ⅲ．金屬離子全部沉淀時，得到2.54g沉淀為氫氧化銅、氫氧化鎂，故沉淀中氫氧根離子的質(zhì)量為2.54g-1.52g=1.02g，氫氧根離子的物質(zhì)的量為$\frac{1.02g}{17g/mol}$=0.06mol，根據(jù)電荷守恒可知，金屬提供的電子物質(zhì)的量等于氫氧根離子的物質(zhì)的量，結(jié)合電子守恒及質(zhì)量計算．

解答 解：I．由部分短周期主族元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物（濃度均為0.01mol/L^-1）溶液的pH和原子序數(shù)關(guān)系可知，NaOH溶液的pH為12，Y為Na，硝酸的pH=2，X為N元素，Z對應(yīng)pH＞2，為磷酸，則Z為P，W對應(yīng)pH＜2，為硫酸，所以W為S；R對應(yīng)pH=2，且原子序數(shù)最大，所以R是Cl．
（1）元素R在周期表中的位置是第三周期第ⅦA族，元素Z的原子結(jié)構(gòu)示意圖是，故答案為：第三周期第ⅦA族；；
（2）元素Y和W形成的Y₂W₂型化合物是Na₂S₂中含有化學(xué)鍵的類型為離子鍵、非極性共價鍵，故答案為：離子鍵、非極性共價鍵；
II．（1）A．S與H₂發(fā)生化合反應(yīng)比C與H₂化合更容易，則能說明碳與硫兩元素非金屬性相對強弱關(guān)系為：S＞C，故A正確；
B．酸性：H₂SO₃＞H₂CO₃，亞硫酸不是最高價含氧酸，不能說明碳與硫兩元素非金屬性相對強弱，故B錯誤；
C．CS₂中碳元素為+4價，硫元素為-2價，能說明碳與硫兩元素非金屬性相對強弱關(guān)系為：S＞C，故C正確；
故答案為：AC；
（2）COS分子結(jié)構(gòu)與二氧化碳分子結(jié)構(gòu)相似，所有原子的最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)，則C與O、C與S均形成兩對共有電子對，用電子式表示羰基硫分子的形成過程為，故答案為：；
（3）①Ge在Si的下方，第四周期有18種元素，Ge的原子序數(shù)為14+18=32，故答案為：32；
②同主族從上到下金屬性增強，金屬性越強，對應(yīng)最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性越強，則最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性由強到弱順序為Pb（OH）₄＞Sn（OH）₄＞Ge（OH）₄，
故答案為：Pb（OH）₄＞Sn（OH）₄＞Ge（OH）₄；
Ⅲ．金屬離子全部沉淀時，得到2.54g沉淀為氫氧化銅、氫氧化鎂，故沉淀中氫氧根離子的質(zhì)量為2.54g-1.52g=1.02g，氫氧根離子的物質(zhì)的量為$\frac{1.02g}{17g/mol}$=0.06mol，根據(jù)電荷守恒可知，金屬提供的電子物質(zhì)的量等于氫氧根離子的物質(zhì)的量，設(shè)銅、鎂合金中Cu、Mg的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則$\left\{\begin{array}{l}{2x+2y=0.06}\\{64x+24y=1.52}\end{array}\right.$，解得：x=0.02mol、y=0.01mol，銅鎂合金中銅與鎂的物質(zhì)的量之比是2：1，
故答案為：2：1．

點評 本題考查原子結(jié)構(gòu)與元素周期律，為高頻考點，把握酸堿溶液的pH、原子序數(shù)來推斷元素為解答本題關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意規(guī)律性知識的應(yīng)用，綜合性較強，題目難度不大．