Question

（每空2分，共16分）短周期元素X、Y、Z、W，原子序數依次增大。常溫常壓下，只有W的單質為氣體。它們的最高氧化物對應的水化物依次為甲、乙、丙、丁。甲、乙、丙是中學化學中的常見物質，其中只有乙難溶于水，且能和甲、丙反應得到澄清溶液。根據以上信息填寫下列空白：
⑴畫出W的原子結構示意圖_________________________________________；
⑵將乙和甲、丙分別反應后得到的溶液混合，觀察到的現象是___________________    
___________________    ，兩溶液混合時所發生反應的離子方程式為____________________________________________________；
⑶下列事實能證明Z和W非金屬性強弱的是（選填序號）__________________________；

A．單質的熔點：Z＞W2

B．酸性：丁＞丙

C．在溶液中：W2＋H2Z＝2HW＋Z

D．穩定性：HW＞H2Z

E.氫化物水溶液的酸性：HW＞H₂Z     
F.溶解性：丁＞丙
⑷用Y單質和生活中最常用的金屬作電極，用導線連接插入甲的溶液中構成原電池，該原電池負極的電極反應式為_______________________________________________      ；
⑸工業上以XW為原料可以進行許多化生產，甲和W₂都是其主要產品。寫出工業上以XW為原料生產甲和W₂的化學方程式_______________________________________________
_______________________________________________；若要生產80.0 kg甲物質，至少需要XW______________kg，同時可得W₂_____________m³（標況）。

Answer 1

⑴ ；⑵產生白色膠狀沉淀；   Al³⁺＋3AlO₂^－＋6H₂O＝4Al(OH)₃↓ ；
⑶ B. C. D.                    ⑷ Al－3e^－＋4OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O；
⑸ 2NaCl＋2H₂O 2NaOH＋Cl₂↑＋H₂↑          117             22.4

根據元素的結構及有關性質可知，X、Y、Z、W分別是Na、Al、S、Cl。
（1）氯元素的原子序數為17，所以原子結構示意圖是。
（2）乙和甲、丙分別反應后得到的溶液偏鋁酸鈉和硫酸鋁，二者混合生成氫氧化鋁沉淀，方程式為Al³⁺＋3AlO₂^－＋6H₂O＝4Al(OH)₃↓。
（3）非金屬性的比較規律：
1、由元素原子的氧化性判斷：一般情況下，氧化性越強，對應非金屬性越強。
2、由單質和酸或者和水的反應程度判斷：反應越劇烈，非金屬性越強。
3、由對應氫化物的穩定性判斷：氫化物越穩定，非金屬性越強。
4、由和氫氣化合的難易程度判斷：化合越容易，非金屬性越強。
5、由最高價氧化物對應水化物的酸性來判斷：酸性越強，非金屬越強。（除氟元素之外）
6、由對應陰離子的還原性判斷：還原性越強，對應非金屬性越弱。
7、由置換反應判斷：強置弱。〔若依據置換反應來說明元素的非金屬性強弱，則非金屬單質應做氧化劑，非金屬單質做還原劑的置換反應不能作為比較非金屬性強弱的依據〕
值得注意的是：氟元素沒有正價態，故沒有氟的含氧酸，所以最高價氧化物對應水合物的酸性最強的是高氯酸，而不是非金屬性高于氯的氟元素！故規律5只適用于氟元素之外的非金屬元素。
8、按元素周期律，同周期元素由左到右，隨核電荷數的增加，非金屬性增強；同主族元素由上到下，隨核電荷數的增加，非金屬性減弱。
據此可知選項BCD正確。
（4）生活中最常見的金屬是鐵，由于鋁的活潑性強于鐵的，且能和氫氧化鈉反應，所以鋁是負極，鐵是正極，負極反應式為 Al－3e^－＋4OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O。
（5）惰性電極電解硫化鈉溶液的方程式為2NaCl＋2H₂O 2NaOH＋Cl₂↑＋H₂↑ 80.0kg氫氧化鈉是80000g÷40g/mol＝2000mol。所以需要氯化鈉是2000mol，質量是117kg。同時生成氯氣是1000mol，其標準狀況下的體積是22.4m³.