Question

3．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（填元素符號）．
（2）X與W組成的化合物中存在共價鍵（填“離子鍵”或“共價鍵”）．
（3）由X、Y兩種元素可組一種化學式為YX₅的固體化合物，此固體化合物的電子式為，其中所含的化學鍵類型有離子鍵、共價鍵（填“離子鍵”、“共價鍵”），此化合物與足量水反應的化學方程式為NH₄H+H₂O=NH₃•H₂O+H₂↑．
（4）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，發(fā)生該反應的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（5）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⁺．
（6）由X、Y、Z、W和鐵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：
I．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有刺激性氣味氣體．生成的白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色．
II．取適量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．
①已知100mL 1mol/L B的溶液能與20mL 1mol/L KMnO₄溶液（硫酸酸化）恰好反應．寫出反應的離子方程式5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．
②綜合上述可知B的化學式為（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O．

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，在周期表中X是原子半徑最小的元素，則X為H元素；Z、W位于同主族，設Z的原子序數為x，則W的原子序數為x+8，Y、Z左右相鄰，Y的原子序數為x-1，由四種元素的原子序數之和為32，則1+（x-1）+x+（x+8）=32，解得x=8，即Y為N元素，Z為O元素，W為S元素．
（2）X與W組成的化合物為H₂S，硫原子與H原子之間形成極性鍵；
（3）由H、N兩種元素可組一種化學式為NH₅的固體化合物，該化合物為NH₄H，由銨根離子與氫負離子構成，含有離子鍵、共價鍵，足量水反應反應生成NH₃•H₂O與H₂；
（4）由H、N、O、S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，該酸為硝酸，反應生成硝酸銅、NO與水；
（5）由H、N、O、S四種元素組成的一種離子化合物A：
①1molA能與足量NaOH濃溶液反應生成標準狀況下44.8L氣體，說明該物質陽離子為NH₄⁺，且1molA中含有2molNH₄⁺，則A為硫酸銨或亞硫酸銨，銨根離子與氫氧根離子反應生成氨氣；
②A既能與鹽酸反應，又能與氯水反應，故A為亞硫酸銨，亞硫酸銨與足量的鹽酸反應生成氯化銨、二氧化硫與水；
（6）由H、N、O、S和Fe五種元素組成的式量為392的化合物B，由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褐色可知B中含有Fe²⁺、NH₄⁺，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，則B中含有硫酸根離子，又1mol B中含有6mol結晶水，令B的化學式為x（NH₄）₂SO₄•yFeSO₄•6H₂O，結合其相對分子質量確定化學式．Fe²⁺被氧化為Fe³⁺，根據電子轉移守恒計算Mn元素在還原產物中化合價，確定還原產物，配平書寫離子方程式．

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，在周期表中X是原子半徑最小的元素，則X為H元素；Z、W位于同主族，設Z的原子序數為x，則W的原子序數為x+8，Y、Z左右相鄰，Y的原子序數為x-1，由四種元素的原子序數之和為32，則1+（x-1）+x+（x+8）=32，解得x=8，即Y為N元素，Z為O元素，W為S元素．
（1）由上述分析可知，X是H元素，故答案為：H；
（2）X與W組成的化合物為H₂S，硫原子與H原子之間形成極性鍵共價鍵，故答案為：共價鍵；
（3）由H、N兩種元素可組一種化學式為NH₅的固體化合物，該化合物為NH₄H，由銨根離子與氫負離子構成，電子式為：，含有離子鍵、共價鍵，此化合物與足量水反應的化學方程式為：NH₄H+H₂O=NH₃•H₂O+H₂↑，
故答案為：；離子鍵、共價鍵；NH₄H+H₂O=NH₃•H₂O+H₂↑；
（4）由H、N、O、S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，該酸為硝酸，反應生成硝酸銅、NO與水，該反應的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（5）①由H、N、O、S組成的離子化合物A，1mol A能與足量NaOH濃溶液反應生成標準狀況下44.8L氣體，即生成氨氣為$\frac{44.8L}{22.4L/mol}$=2mol，說明1 molA中含有2molNH₄⁺，則A為硫酸銨或亞硫酸銨，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↑；
②A既能與鹽酸反應，又能與氯水反應，則A為（NH₄）₂SO₃，與氯氣反應的離子方程式為：SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺，
故答案為：SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺；
（6）①由H、N、O、S和Fe五種元素組成的式量為392的化合物B，由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，可知B中含有Fe²⁺、NH₄⁺，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，則B中含有硫酸根離子，又1mol B中含有6mol結晶水，令B的化學式為x（NH₄）₂SO₄•yFeSO₄•6H₂O，則：（96+36）x+（96+56）y+108=392，則x=y=1，故B的化學式為：（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O，
B的物質的量為0.1L×1mol/L=0.1 mol，溶液中Fe²⁺為0.1mol，被氧化為Fe³⁺，高錳酸根離子的物質的量為0.02L×1mol/L=0.02 mol，設Mn元素在還原產物中化合價為a，根據電子轉移守恒，0.1mol×（3-2）=0.02mol×（7-a），解得a=2，即含有生成Mn²⁺，故離子方程式為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
②根據①中的分析可知，該物質的化學式為：（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O，故答案為：（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O．

點評 本題考查位置結構性質的應用、無機物推斷等，明確Y、Z、W的位置及原子序數的關系來推斷元素是關鍵，需要學生熟練掌握元素化合物性質，難度中等．