Question

18．原子序數由小到大排列的四種短周期元素X、Y、Z、W，四種元素的原子序數之和為32，在周期表中X是原子半徑最小的元素，Y、Z左右相鄰，Z、W位于同主族．
（1）X元素是H．
（2）由X、Y、Z、W四種元素中的三種組成的一種強酸，該強酸的稀溶液能與銅反應，離子方程式為3Cu+2NO₃^-+8H⁺═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
．
（3）由X、Y、Z、W四種元素組成的一種離子化合物A
①已知1mol A能與足量NaOH濃溶液反應生成標準狀況下44.8L氣體．寫出加熱條件下A與NaOH溶液反應的離子方程式NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+NH₃↑．
②又知A既能與鹽酸反應，又能與氯水反應，寫出A與氯水反應的離子方程式SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺．
（4）由X、Y、Z、W和Fe五種元素組成的式量為392的化合物B，1mol B中含有6mol結晶水．對化合物B進行如下實驗：
a 取B的溶液加入過量濃NaOH溶液并加熱，產生白色沉淀和無色刺激性氣味氣體．過一段時間白色沉淀變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色；
b 另取B的溶液，加入過量BaCl₂溶液產生白色沉淀，加鹽酸沉淀不溶解
①B的化學式為（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O．
②已知1mol•L^-1 100mL B的溶液能與1mol•L^-1 20mL KMnO₄溶液（硫酸酸化）恰好完全反應．寫出反應的離子方程式5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．

Answer 1

分析 原子序數由小到大排列的四種短周期元素X、Y、Z、W，四種元素的原子序數之和為32，在周期表中X是原子半徑最小的元素，則X為H元素；Y、Z左右相鄰，Z、W位于同主族，故Y、Z、W原子序數之和為31，設Z的原子序數為a，則Y的原子序數為a-1，W的原子序數為a+8，故a-1+a+a+8=31，a=8，故Z為O、Y為N、W為S，
（1）根據分析可知X為氫元素；
（2）常見元素氫、氧、氮、硫形成的化合物，屬于強酸且與銅反應的為硝酸，銅與稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮和水；
（3）氫、氧、氮、硫形成的化合物，根據題目要求，判斷銨根離子的數量和硫酸根、亞硫酸根離子的量，并寫相應的方程式；
（4）氫、氮、氧、硫、鐵形成的化合物，根據有氣體放出，有白色沉淀生成，迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，可以確定有銨根離子和亞鐵離子，根據與氯化鋇反應生成沉淀，且沉淀不溶于硝酸，可以判斷含有硫酸根離子，根據含結晶水的量和相對分子質量可以得出化學式．

解答 解：原子序數由小到大排列的四種短周期元素X、Y、Z、W，四種元素的原子序數之和為32，在周期表中X是原子半徑最小的元素，則X為H元素；Y、Z左右相鄰，Z、W位于同主族，故Y、Z、W原子序數之和為31，設Z的原子序數為a，則Y的原子序數為a-1，W的原子序數為a+8，故a-1+a+a+8=31，a=8，故Z為O、Y為N、W為S，
（1）根據分析可知，X為H元素，
故答案為：H；
（2）由氫、氮、氧、硫中的三種組成的能與銅反應的強酸為硝酸，反應的離子方程式為：3Cu+2NO₃^-+8H⁺═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+2NO₃^-+8H⁺═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）①由氫、氮、氧、硫組成的離子化合物可能為硫酸銨、硫酸氫銨、亞硫酸銨、亞硫酸氫銨等，1 mol生成氣體2 mol說明一分子這種離子化合物中含有2分子銨根離子，銨根離子與氫氧根離子反應方程式為NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+NH₃↑，
故答案為：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+NH₃↑；
②此種化合物與氯氣反應說明為亞硫酸根離子，故此種化合物為亞硫酸銨，與氯氣反應的離子方程式為②SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺，
故答案為：SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺；
（4）①B中含有氫、氮、氧、硫、鐵五種元素，取B的溶液加入過量濃NaOH溶液并加熱，產生白色沉淀和無色刺激性氣味氣體．過一段時間白色沉淀變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，說明B中有亞鐵離子和銨根離子，B的溶液，加入過量BaCl₂溶液產生白色沉淀，加鹽酸沉淀不溶解，說明有硫酸根離子，1mol B中含有6mol結晶水，說明B帶六個結晶水，由相對分子質量為392可知道分子式只能為（NH₄）₂Fe （SO₄）₂•6H₂O，
故答案為：（NH₄）₂Fe （SO₄）₂•6H₂O； 
②B的物質的量為0.1 mol，高錳酸根離子的物質的量為0.02 mol，說明亞鐵離子與高錳酸根離子以5：1的比例恰好完全反應，故離子方程式為②5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．

點評 本題考查了位置、結構與性質關系的應用，題目難度中等，正確推斷各元素為解答關鍵，注意熟練掌握原子結構與元素周期表、元素周期律的關系，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應用能力．