Question

【題目】X、Y、Z、J、Q、W為前四周期元素，原子序數(shù)依次增大。元素Y在地殼中含量最高，W的一種常見高價(jià)氧化物是紅棕色粉末，常用于油漆、涂料、油墨的紅色染料，25℃X、Z、J、Q的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物溶液(濃度均為0．01mol·L-1)的pH與原子序數(shù)的關(guān)系如圖所示。

根據(jù)上述信息進(jìn)行判斷，并回答下列問題：

（1）W在周期表中的位置__。比較X、Y、Z的簡單離子半徑大小為__＜____＜__(用離子符號表示)；

（2）元素的非金屬性Y__J(填“＞”或“＜”)。下列各項(xiàng)中，不能說明這一結(jié)論的有__(填序號)。

A．J的氫化物的水溶液放置在空氣中會變渾濁

B．Y與J之間形成的化合物中元素的化合價(jià)。

C．Y和J的單質(zhì)的狀態(tài)

D．Y和J在周期表中的位置

（3）X、J、Q這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為3的酸是_____(填化學(xué)式)；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是___(填化學(xué)式)。

（4）Y和Q形成的化合物Q2Y的立體構(gòu)型為__，Q的單質(zhì)與濕潤的Na2CO3反應(yīng)可制備Q2Y，其化學(xué)方程式為___。

Answer 1

【答案】第四周期Ⅷ族 Na+ O2- N3- > C HNO2、HNO3 H2SO3、HClO3 V形 2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl(或2Cl2+2Na2CO3 =Cl2O+CO2+2NaCl)

【解析】

X、Y、Z、J、Q、W為前四周期元素，原子序數(shù)依次增大。元素Y在地殼中含量最高，Y為氧元素，W的一種常見高價(jià)氧化物是紅棕色粉末，常用于油漆、涂料、油墨的紅色染料，W為鐵元素，常溫下，根據(jù)圖表25℃X、Z、J、Q的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物溶液(濃度均為0．01mol·L-1)的pH與原子序數(shù)的關(guān)系如圖所示，最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物溶液濃度均為0.01molL-1，Z的pH為12，為一元強(qiáng)堿，則Z是Na元素，X、Q的pH均為2，為一元強(qiáng)酸，則X為N元素、Q為Cl元素；J的pH小于2，則J的為二元強(qiáng)酸，故J為S元素．則X為N元素、Y 為O元素、Z是Na元素、J為S元素、Q為Cl元素、W為Fe，

（1）根據(jù)元素周期律解題，核外電子排布相同的離子，核電荷數(shù)越大，對核外電子的吸引能力越強(qiáng)，半徑約��；

（2）比較非金屬性時(shí)，要看在周期表的位置，非金屬性可以根據(jù)單質(zhì)氧化性的強(qiáng)弱，最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性等判斷；

（3）X、J、Q這些元素形成的含氧酸中有HNO2、HNO3、H2SO3、 H2SO4、HClO、HClO3、 HClO4等。計(jì)算出中心原子的價(jià)層電子對數(shù)，確定分子的立體構(gòu)型；

（4）化合物D2A為Cl2O，計(jì)算O原子孤電子對數(shù)、價(jià)層電子對數(shù)，價(jià)層電子對數(shù)=δ鍵數(shù)目+孤電子對數(shù)，進(jìn)而確定空間構(gòu)型；氯氣與濕潤的Na2CO3反應(yīng)得到Cl2O，由電子轉(zhuǎn)移守恒可知，先得到HCl生成，HCl再與碳酸鈉反應(yīng)。

X、Y、Z、J、Q、W為前四周期元素，原子序數(shù)依次增大。元素Y在地殼中含量最高，Y為氧元素，W的一種常見高價(jià)氧化物是紅棕色粉末，常用于油漆、涂料、油墨的紅色染料，W為鐵元素，常溫下，根據(jù)圖表25℃X、Z、J、Q的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物溶液(濃度均為0．01mol·L-1)的pH與原子序數(shù)的關(guān)系如圖所示，最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物溶液濃度均為0.01molL-1，Z的pH為12，為一元強(qiáng)堿，則Z是Na元素，X、Q的pH均為2，為一元強(qiáng)酸，則X為N元素、Q為Cl元素；J的pH小于2，則J的為二元強(qiáng)酸，故J為S元素．則X為N元素、Y 為O元素、Z是Na元素、J為S元素、Q為Cl元素、W為Fe元素，

（1）W是鐵元素，W在周期表中的位置第四周期Ⅷ族 ，Na+ ，O2- ，N3-的核外電子排布相同，核電荷數(shù)越大的元素半徑越小，故Na+ ＜O2- ＜N3-，

答案為：Na+ ，O2- ，N3-；

（2）O和S位于同主族元素，同主族從上到下，非金屬性減弱，故O>S，

A．J的氫化物的水溶液放置在空氣中會變渾濁，硫化氫被空氣氧化成硫單質(zhì)，可以證明氧氣的氧化性大于硫，故A正確；

B．Y與J之間形成的化合物中元素的化合價(jià)，二氧化硫中硫顯正四價(jià)，氧顯負(fù)二價(jià)，可證明氧的非金屬性強(qiáng)，故B正確；

C．Y和J的單質(zhì)的狀態(tài)不能確定金屬性和非金屬性，故C錯(cuò)誤；

D．Y和J在周期表中的位置，可知氧在硫的上一周期，它們位于同一主族，同主族元素從上到下，半徑增大，失電子能力增強(qiáng)，得電子能力減弱，非金屬性減弱，金屬性增強(qiáng)，可以得出結(jié)論，故D正確；

故答案選C；

（3）X、J、Q這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)價(jià)層電子對數(shù)=δ鍵數(shù)目+孤電子對數(shù)，

這些元素能夠形成含氧酸的為N、S、Cl元素，N、S、Cl這些元素形成的含氧酸中有HNO2、HNO3、H2SO3、H2SO4、HClO、HClO3、HClO4等。

NO2中N原子價(jià)層電子對數(shù)是2+=3，含1對孤電子對，所以為V形結(jié)構(gòu)，

NO3中N原子價(jià)層電子對數(shù)是3+=3，不含孤電子對，所以為平面三角形，

SO32中S原子價(jià)層電子對數(shù)是3+=4，含1對孤電子對，所以為三角錐形，

SO42中S原子價(jià)層電子對數(shù)是4+=4，不含孤電子對，所以為正四面體，

ClO3-中Cl原子價(jià)層電子對數(shù)是=3+=4，含1對孤電子對，所以為三角錐形，

則分子的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為3的酸是HNO2、HNO3；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是H2SO3、HClO3；

故答案為：HNO2、HNO3；H2SO3、HClO3；

（4）化合物D2A為Cl2O，O為中心原子，形成2個(gè)σ鍵，孤電子對數(shù)為=2，則中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為4，立體構(gòu)型為V形，氯氣與濕潤的Na2CO3反應(yīng)得到Cl2O，由電子轉(zhuǎn)移守恒可知，先得到HCl生成，HCl再與碳酸鈉反應(yīng)，反應(yīng)的方程式為：2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl(或2Cl2+2Na2CO3 =Cl2O+CO2+2NaCl)，

故答案為：V形；2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl(或2Cl2+2Na2CO3 =Cl2O+CO2+2NaCl)。