Question

12．已知X、Y、Z、W是短周期中原子序數(shù)依次增大的4種主族元素．X元素原子的最外層未達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，工業(yè)上通過分離液態(tài)空氣獲得其單質(zhì)；元素Y 的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍；Z元素+2價陽離子的核外電子排布與氖原子相同；W的單質(zhì)常溫常壓下為氣態(tài)．
回答下列問題：
（1）元素W在周期表中位于第三 周期，第ⅦA族．
（2）從空氣中獲得的X元素單質(zhì)的電子式：
（3）比較Y與Z形成的簡單（單原子）離子的半徑相對大小：Mg²⁺＜O^2-（用離子符號表示）．
（4）管道工人曾經(jīng)用X的氫化物檢驗W單質(zhì)是否泄漏．W單質(zhì)能將X從其氣態(tài)氫化物中置換出來．試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：產(chǎn)生白煙；W單質(zhì)泄漏時出現(xiàn)的現(xiàn)象是產(chǎn)生白煙．

Answer 1

分析 已知X、Y、Z、W是短周期中原子序數(shù)依次增大的4種主族元素，X元素原子的最外層未達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，工業(yè)上通過分離液態(tài)空氣獲得其單質(zhì)，則X為N元素；元素Y 的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍，最外層最多容納8個電子，則Y含有2個電子層，最外層含有6個電子，為O元素；Z元素+2價陽離子的核外電子排布與氖原子相同，則Z為Mg元素；W的單質(zhì)常溫常壓下為氣態(tài)，結(jié)合原子序數(shù)大小可知W為Cl元素，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：已知X、Y、Z、W是短周期中原子序數(shù)依次增大的4種主族元素，X元素原子的最外層未達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，工業(yè)上通過分離液態(tài)空氣獲得其單質(zhì)，則X為N元素；元素Y 的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍，最外層最多容納8個電子，則Y含有2個電子層，最外層含有6個電子，為O元素；Z元素+2價陽離子的核外電子排布與氖原子相同，則Z為Mg元素；W的單質(zhì)常溫常壓下為氣態(tài)，結(jié)合原子序數(shù)大小可知W為Cl元素，
（1）W為Cl元素，原子序數(shù)為17，位于周期表中第三周期ⅦA族，
故答案為：三；ⅦA；
（2）X元素的單質(zhì)為氮氣，氮氣分子中含有氮氮三鍵，其電子式為，
故答案為：；
（3）Y與Z形成的簡單（單原子）離子分別為、O^2-、Mg²⁺，二者電子層相同，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，則離子半徑相對大小為：Mg²⁺＜O^2-，
故答案為：Mg²⁺＜O^2-；
（4）X的氫化物為氨氣，W單質(zhì)為氯氣，氨氣與氯氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化銨，可以看到白煙，反應(yīng)方程式為：8NH₃+3Cl₂═6NH₄Cl+N₂，所以單質(zhì)泄漏時出現(xiàn)白煙，
故答案為：2NH₃+3Cl₂═6HCl+N₂（或8 NH₃+3 Cl₂═6 NH₄Cl+N₂）；產(chǎn)生白煙．

點評 本題考查原子結(jié)構(gòu)與元素周期律的關(guān)系，題目難度中等，推斷元素為解答關(guān)鍵，注意掌握原子結(jié)構(gòu)與元素周期律、元素周期表的關(guān)系，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用能力．