Question

20．已知X、Y、Z、W、H五種元素原子序數(shù)依次增大，分布在元素周期表中的三個不同短周期．X、W同主族，Y、Z是同周期的相鄰元素．W原子的質(zhì)子數(shù)等于Y、Z原子最外層電子數(shù)之和．Y的氫化物分子中有3個共價鍵．Z原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍．Z的陰離子與H的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，H的單質(zhì)能溶于W最高價氧化物的水化物溶液中．試推斷：
（1）X、Y兩種元素的名稱：X氫、Y氮；
（2）H在元素周期表中的位置：第三周期第ⅢA 族；
（3）由X、Y、Z所形成的屬于強(qiáng)電解質(zhì)的共價化合物M的化學(xué)式是HNO₃，以金屬銅和H的單質(zhì)作電極，M的濃溶液為電解質(zhì)溶液構(gòu)成的原電池中，正極反應(yīng)式NO₃^-+2H⁺+e-=NO₂↑+H₂O，電池總反應(yīng)的離子方程式Cu+2 NO₃^-+4H⁺=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O．

Answer 1

分析 Z原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，Z原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，則Z為O元素；Y、Z為同周期的相鄰元素，Y的氫化物分子中有3個共價鍵，則Y為N元素；W原子的質(zhì)子數(shù)等于Y、Z原子最外層電子數(shù)之和，W原子質(zhì)子數(shù)=5+6=11，則W為Na元素；X、W同主族，且X原子序數(shù)最小，結(jié)合四元素是連續(xù)三個不同短周期的元素，則X為H元素；Z的陰離子與H的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，離子核外電子數(shù)為10，H的單質(zhì)能溶于W最高價氧化物的水化物溶液中，故H為Al，據(jù)此解答．

解答 解：Z原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，Z原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，則Z為O元素；Y、Z為同周期的相鄰元素，Y的氫化物分子中有3個共價鍵，則Y為N元素；W原子的質(zhì)子數(shù)等于Y、Z原子最外層電子數(shù)之和，W原子質(zhì)子數(shù)=5+6=11，則W為Na元素；X、W同主族，且X原子序數(shù)最小，結(jié)合四元素是連續(xù)三個不同短周期的元素，則X為H元素；Z的陰離子與H的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，離子核外電子數(shù)為10，H的單質(zhì)能溶于W最高價氧化物的水化物溶液中，故H為Al．
（1）由上述分析可知X、Y兩種元素的名稱分別為：氫、氮，
故答案為：氫；氮；
（2）H為Al元素，Al原子核外有3個電子層、最外層電子數(shù)是3，所以在元素周期表中的位置：第三周期第ⅢA族，
故答案為：第三周期第ⅢA 族；
（3）由H、N、O所形成的屬于強(qiáng)電解質(zhì)的共價化合物M的化學(xué)式是HNO₃，以金屬銅和Al單質(zhì)作電極，HNO₃的濃溶液為電解質(zhì)溶液構(gòu)成的原電池中，Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化現(xiàn)象，故本質(zhì)是Cu與濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅與二氧化氮、水，正極發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)式為NO₃^-+2H⁺+e-=NO₂↑+H₂O，電池總反應(yīng)的離子方程式為Cu+2NO₃^-+4H⁺=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，
故答案為：HNO₃；NO₃^-+2H⁺+e-=NO₂↑+H₂O；Cu+2 NO₃^-+4H⁺=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O．

點(diǎn)評 本題考查結(jié)構(gòu)與位置關(guān)系，注意根據(jù)Z的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為突破口進(jìn)行推斷，（3）中注意Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化，Cu為負(fù)極，難度中等