Question

13．R、W、X、Y、Z是五種常見(jiàn)的短周期元素，其中四種元素的原子半徑隨原子序數(shù)變化如圖所示．通常R的單質(zhì)占空氣體積的五分之四左右，W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為18，中子數(shù)為10；X和Ne原子的核外電子數(shù)相差l；Y的單質(zhì)是一種常見(jiàn)的半導(dǎo)體材料；Z的非金屬性在同周期元素中最強(qiáng)．
Ⅰ．（1）Y在周期表中的位置為第三周期IVA族；
（2）R的氣態(tài)氫化物的電子式為，R的氣態(tài)氫化物與其最高價(jià)氧化物的水化物反應(yīng)生成一種化合物，該化合物的水溶液不呈中性的原因是NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺（用離子方程式表示）；
（3）X的單質(zhì)在空氣中燃燒生成一種淡黃色固體，這種化合物中存在的化學(xué)鍵是離子鍵、共價(jià)鍵；
（4）Z的單質(zhì)常用于飲用水殺菌消毒，在新制Z單質(zhì)的水溶液中存在多個(gè)含Z元素的平衡關(guān)系，請(qǐng)寫(xiě)出任意兩個(gè)平衡式Cl₂+H₂O?HCl+HClO、HClO?H⁺+ClO^-．
Ⅱ．飲用水中含有一定濃度的RW${\;}_{3}^{-}$將對(duì)人類(lèi)健康產(chǎn)生危害，RW${\;}_{3}^{-}$能氧化人體血紅蛋白中的Fe（Ⅱ），使其失去攜氧功能．為了降低飲用水中RW${\;}_{3}^{-}$的濃度，某興趣小組提出了如下方案：
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）已知過(guò)濾后得到的濾渣是一種混合物，則在溶液中鋁粉和RW${\;}_{3}^{-}$反應(yīng)的離子方程式為10Al+6NO₃^-+18H₂O=10Al（OH）₃+3N₂↑+6OH^-；
（2）該方案中選用熟石灰調(diào)節(jié)pH，理由是來(lái)源豐富、價(jià)格便宜；引入的Ca²⁺對(duì)人體無(wú)害；若pH過(guò)大或過(guò)小都會(huì)造成Al的利用率降低．

Answer 1

分析 I．R、W、X、Y、Z是⑤種常見(jiàn)的短周期元素，通常R的單質(zhì)占空氣體積的五分之四左右，則R為N元素；W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為18，中子數(shù)為10，則其質(zhì)子數(shù)為18-10=8，故W為O元素；X和Ne原子的核外電子數(shù)相差1，且原子半徑大于氧，所以X為Na元素；Y的單質(zhì)是一種常見(jiàn)的半導(dǎo)體材料，原子序數(shù)大于Na，故Y為Si；Z的非金屬性在同周期元素中最強(qiáng)，則Z為第ⅤⅡA族元素，原子序數(shù)大于Si，所以Z為Cl元素；
Ⅱ．由流程圖可知，pH=10.25時(shí)，Al和NO₃^-發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氮?dú)猓瑸V渣中含有Al元素，濾渣在空氣中加熱得到固體a，電解熔融的a得到固體b，則固體b是Al，a是Al₂O₃，則濾渣為Al、Al（OH）₃混合物，所以鋁粉和硝酸根離子在堿性條件下反應(yīng)生成氮?dú)夂虯l（OH）₃，其反應(yīng)方程式為10Al+6NO₃^-+18H₂O=10Al（OH）₃+3N₂↑+6OH^-．

解答 解：I．R、W、X、Y、Z是⑤種常見(jiàn)的短周期元素，通常R的單質(zhì)占空氣體積的五分之四左右，則R為N元素；W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為18，中子數(shù)為10，則其質(zhì)子數(shù)為18-10=8，故W為O元素；X和Ne原子的核外電子數(shù)相差1，且原子半徑大于氧，所以X為Na元素；Y的單質(zhì)是一種常見(jiàn)的半導(dǎo)體材料，原子序數(shù)大于Na，故Y為Si；Z的非金屬性在同周期元素中最強(qiáng)，則Z為第ⅤⅡA族元素，原子序數(shù)大于Si，所以Z為Cl元素．
（1）Y為Si，在周期表中的位置為：第三周期IVA族，
故答案為：第三周期IVA族；
（2）R的氣態(tài)氫化物為NH₃，電子式為，R的氣態(tài)氫化物與其最高價(jià)氧化物的水化物反應(yīng)生成一種化合物為硝酸銨，該化合物的水溶液不呈中性的原因是：NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺，
故答案為：；NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺；
（3）X的單質(zhì)在空氣中燃燒生成一種淡黃色固體為Na₂O₂，含有離子鍵、共價(jià)鍵，
故答案為：離子鍵、共價(jià)鍵；
（4）氯氣常用于飲用水殺菌消毒，在新制氯氣的水溶液中存在多個(gè)含Cl元素的平衡關(guān)系，任意兩個(gè)平衡式為：Cl₂+H₂O?HCl+HClO、HClO?H⁺+ClO^-等，
故答案為：Cl₂+H₂O?HCl+HClO、HClO?H⁺+ClO^-；
Ⅱ．由流程圖可知，pH=10.25時(shí)，Al和NO₃^-發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氮?dú)猓瑸V渣中含有Al元素，濾渣在空氣中加熱得到固體a，電解熔融的a得到固體b，則固體b是Al，a是Al₂O₃，則濾渣為Al、Al（OH）₃混合物，所以鋁粉和硝酸根離子在堿性條件下反應(yīng)生成氮?dú)夂虯l（OH）₃，
（1）反應(yīng)離子方程式為：10Al+6NO₃^-+18H₂O=10Al（OH）₃+3N₂↑+6OH^-，
故答案為：10Al+6NO₃^-+18H₂O=10Al（OH）₃+3N₂↑+6OH^-；
（2）選用熟石灰調(diào)節(jié)pH，原料來(lái)源豐富，價(jià)格便宜，且引人離子對(duì)人體無(wú)害，注意pH過(guò)大或過(guò)小，都將直接發(fā)生Al與酸或堿的反應(yīng)，否則會(huì)造成Al的大量消耗，
故答案為：來(lái)源豐富、價(jià)格便宜；引入的Ca²⁺對(duì)人體無(wú)害；鋁．

點(diǎn)評(píng) 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用、化學(xué)工藝流程，屬于拼合型題目，推斷元素是解題關(guān)鍵，注意對(duì)元素周期律的理解，側(cè)重學(xué)生分析與應(yīng)用能力的考查．