Question

原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素X、Y、Z、W，四種元素的原子最外層電子總數(shù)為18．且X^-離子與Li⁺具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，在元素周期表中．Y與Z相鄰，Z與W相鄰．請(qǐng)回答下面的問(wèn)題：
（1）離子半徑X^-

 

 Li⁺ （填“＞”“=”或“＜”）．
（2）由X、Y、Z三種元素組成的化合物A中既含有離子鍵，又含有共價(jià)鍵，則化合物A的化學(xué)式為

 

（3）已知B和C均是由X、Y、Z、W四種元素共同組成的離子化合物，且1mol B與足量NaOH濃溶液反應(yīng)可生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8L氣體（不考慮氣體損失）．B和C在水溶液中反應(yīng)有氣體放出，則：
①寫(xiě)出加熱條件下B與NaOH濃溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
②寫(xiě)出B和C水溶液反應(yīng)的離子方程式

 

．
（4）由上面的Z、W兩元素和另一種元素Q可組成一種正鹽D，對(duì)化合物D進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：首先，向少量D的溶液加入NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，該白色沉淀生成后迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色；然后，另取少量 D溶液，加入過(guò)最BaCl₂溶液時(shí)產(chǎn)生白色沉淀．且繼續(xù)加鹽酸時(shí)沉淀不溶解．則：
①D的化學(xué)式為

 

，
②已知1mol?L^-1lOOmL D的溶液能與1mol?L^-1 2OmL KMnO₄溶液（硫酸酸化）恰好反應(yīng)．寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式

 

．

Answer 1

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，X^-離子與Li⁺具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則X為H元素．在元素周期表中，Y與Z相鄰，Z與W相鄰，令Y的最外層電子數(shù)為a，若三元素同周期相鄰，則Z、W的最外層電子數(shù)分別為a+1、a+2，故1+a+a+1+a+2=18，解得a=

14

3

，不符合題意；若Y、Z同主族，Z、W同周期，則W最外層電子數(shù)為a+1，故1+a+a+a+1=18，解得a=

16

3

，不符合題意；若Y、Z同周期，Z、W同主族，則Z、W最外層電子數(shù)為a+1，故1+a+a+1+a+1=18，解得a=5，則Y為N元素、Z為O元素、W為S元素，
（1）電子層結(jié)構(gòu)相同，核電荷數(shù)越大離子半徑越小；
（2）由H、N、O三種元素組成的化合物A中既含有離子鍵，又含有共價(jià)鍵，為硝酸銨或亞硝酸銨；
（3）中B和C均是由H、N、O、S四種元素共同組成的離子化合物，1molB與足量NaOH濃溶液反應(yīng)可生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8L氣體（不考慮氣體損失），該氣體為氨氣，其物質(zhì)的量=

44.8L

22.4L/mol

=2mol，B和C在水溶液中反應(yīng)有氣體放出，則B為（NH₄）₂SO₃、C為NH₄HSO₄；
（4）中由O、S兩元素和另一種元素Q可組成一種正鹽D，向少量D的溶液加入NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，該白色沉淀生成后迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，則D溶液中含有Fe²⁺；另取少量D溶液，加入過(guò)最BaCl₂溶液時(shí)產(chǎn)生白色沉淀，且繼續(xù)加鹽酸時(shí)沉淀不溶解，則D溶液中含有SO₄^2-，則D為FeSO₄，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算Mn元素在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)，判斷還有產(chǎn)物，配平書(shū)寫(xiě)離子方程式．

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，X^-離子與Li⁺具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則X為H元素．在元素周期表中，Y與Z相鄰，Z與W相鄰，令Y的最外層電子數(shù)為a，若三元素同周期相鄰，則Z、W的最外層電子數(shù)分別為a+1、a+2，故1+a+a+1+a+2=18，解得a=

14

3

，不符合題意；若Y、Z同主族，Z、W同周期，則W最外層電子數(shù)為a+1，故1+a+a+a+1=18，解得a=

16

3

，不符合題意；若Y、Z同周期，Z、W同主族，則Z、W最外層電子數(shù)為a+1，故1+a+a+1+a+1=18，解得a=5，則Y為N元素、Z為O元素、W為S元素，
（1）H^-、Li⁺離子電子層結(jié)構(gòu)相同，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，故離子半徑H^-＞Li⁺，
故答案為：＞；
（2）由H、N、O三種元素組成的化合物A中既含有離子鍵，又含有共價(jià)鍵，則化合物A的化學(xué)式為NH₄NO₃等，
故答案為：NH₄NO₃等；
（3）B和C均是由H、N、O、S四種元素共同組成的離子化合物，1molB與足量NaOH濃溶液反應(yīng)可生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8L氣體（不考慮氣體損失），該氣體為氨氣，其物質(zhì)的量=

44.8L

22.4L/mol

=2mol，B和C在水溶液中反應(yīng)有氣體放出，則B為（NH₄）₂SO₃、C為NH₄HSO₄，則：
①加熱條件下B與NaOH濃溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：（NH₄）₂SO₃+2NaOH

△   .

Na₂SO₃+2NH₄↑₂+2H₂O，
②B和C水溶液反應(yīng)的離子方程式為：2H⁺+SO₃^2-=SO₂↑+H₂O，
故答案為：（NH₄）₂SO₃+2NaOH

△   .

Na₂SO₃+2NH₄↑₂+2H₂O；2H⁺+SO₃^2-=SO₂↑+H₂O；
（4）由O、S兩元素和另一種元素Q可組成一種正鹽D，向少量D的溶液加入NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，該白色沉淀生成后迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，則D溶液中含有Fe²⁺；另取少量D溶液，加入過(guò)最BaCl₂溶液時(shí)產(chǎn)生白色沉淀，且繼續(xù)加鹽酸時(shí)沉淀不溶解，則D溶液中含有SO₄^2-，則：
①D的化學(xué)式為FeSO₄，
②1mol?L^-1l00mLFeSO₄的溶液能與1mol?L^-1 20mL KMnO₄溶液（硫酸酸化）恰好反應(yīng)，F(xiàn)e²⁺被氧化為Fe³⁺，令Mn元素在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)為a，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，0.1L×1mol/L×（3-2）=0.02L×1mol/L×（7-a），解得a=2，則生成Mn²⁺，反應(yīng)離子方程式為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
故答案為：FeSO₄；5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用、半徑比較、無(wú)機(jī)物推斷、氧化還原反應(yīng)、離子方程式等，難度中等，推斷元素是解題關(guān)鍵，推斷中注意確定Y、Z、W的可能位置關(guān)系，要熟練掌握元素化合物性質(zhì)，側(cè)重對(duì)學(xué)生分析運(yùn)用能力考查．