Question

17．X、Y、Z、W、M、N為原子序數(shù)依次增大的六種短周期元素，常溫下，六種元素的常見單質(zhì)中三種為氣體，三種為固體．X與M，W與N分別同主族，在周期表中X是原子半徑最小的元素，且X能與Y、Z、W分別形成電子數(shù)相等的三種分子，Z、W的最外層電子數(shù)之和與M的核外電子總數(shù)相等．試回答下列問題：
（1）X、Z、W、N四種元素的原子半徑由大到小的排列順序是S＞N＞O＞H（用元素符號表示）．
（2）由X、Z、W、N四種元素中的三種元素可組成一種強(qiáng)酸，該強(qiáng)酸的稀溶液能與銅反應(yīng)，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O．
（3）由X、Z、W、N四種元素組成的一種離子化合物A，已知A既能與鹽酸反應(yīng)，又能與氯水反應(yīng)，寫出A與足量鹽酸反應(yīng)的離子方程式HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O或SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O．
（4）由X、Z、W、N和Fe五種元素可組成類似明礬的化合物H（相對分子質(zhì)量為392），1mol H中含有6mol結(jié)晶水．對化合物H進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
a．取H的溶液，加入過量的NaOH濃溶液并加熱，產(chǎn)生白色沉淀和無色有刺激性氣味的氣體．白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色；
b．另取H的溶液，加入過量的BaCl₂溶液產(chǎn)生白色沉淀，加鹽酸沉淀不溶解．
①H的化學(xué)式為（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O．
②已知100mL 1mol•L^-1的H溶液能與20mL 1mol•L^-1 KMnO₄溶液（硫酸酸化）恰好反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的離子方程式5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、M、N為原子序數(shù)依次增大的六種短周期元素，在周期表中X是原子半徑最小的元素，則X為氫元素；X與M同主族，結(jié)合原子序數(shù)可知M為Na；Y、Z、W的原子序數(shù)小于M，處于第二周期，X能與Y、Z、W分別形成電子數(shù)相等的三種分子，考慮10電子分子，Z、W的最外層電子數(shù)之和與M的核外電子總數(shù)相等，則平均最外層電子數(shù)為5.5，Z最外層電子數(shù)為5、W最外層電子數(shù)為6，可推知Y為C、Z為N、W為O，W與N分別同主族，則N為S元素，
（1）同周期自左而右原子半徑減小，同主族自上而下原子半徑增大；
（2）由H、N、O、S四種元素中的三種元素可組成一種強(qiáng)酸，該強(qiáng)酸的稀溶液能與銅反應(yīng)，應(yīng)是Cu與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、NO與水；
（3）由H、N、O、S四種元素組成的一種離子化合物A，A既能與鹽酸反應(yīng)，又能與氯水反應(yīng)，則A為NH₄HSO₃或（NH₄）₂SO₃；
（4）向H的溶液中加入過量濃NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生白色沉淀和無色有刺激性氣味的氣體，白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，說明B中含有Fe²⁺和NH₄⁺，另取少量B的溶液，向其中加入過量BaCl₂溶液時(shí)產(chǎn)生白色沉淀，再加入稀鹽酸沉淀不溶解，說明B中含有SO₄^2-，結(jié)合B的相對分子質(zhì)量和結(jié)晶水個(gè)數(shù)可知B的化學(xué)式為（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O．

解答 解：X、Y、Z、W、M、N為原子序數(shù)依次增大的六種短周期元素，在周期表中X是原子半徑最小的元素，則X為氫元素；X與M同主族，結(jié)合原子序數(shù)可知M為Na；Y、Z、W的原子序數(shù)小于M，處于第二周期，X能與Y、Z、W分別形成電子數(shù)相等的三種分子，考慮10電子分子，Z、W的最外層電子數(shù)之和與M的核外電子總數(shù)相等，則平均最外層電子數(shù)為5.5，Z最外層電子數(shù)為5、W最外層電子數(shù)為6，可推知Y為C、Z為N、W為O，W與N分別同主族，則N為S元素，
（1）同周期自左而右原子半徑減小，電子層越多原子半徑越大，故原子半徑S＞N＞O＞H，
故答案為：S＞N＞O＞H；
（2）由H、N、O、S四種元素中的三種元素可組成一種強(qiáng)酸，該強(qiáng)酸的稀溶液能與銅反應(yīng)，應(yīng)是Cu與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、NO與水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（3）由H、N、O、S四種元素組成的一種離子化合物A，A既能與鹽酸反應(yīng)，又能與氯水反應(yīng)，則A為NH₄HSO₃或（NH₄）₂SO₃，A與足量鹽酸反應(yīng)的離子方程式為：HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O或SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O，
故答案為：HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O或SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O；
（4）由H、N、O、S和Fe五種元素組成的相對分子質(zhì)量為392的化合物C，1mol C中含有6mol結(jié)晶水．向C的溶液中加入過量濃NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生白色沉淀和無色有刺激性氣味的氣體，白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，說明C中含有Fe²⁺和NH₄⁺，另取少量C的溶液，向其中加入過量BaCl₂溶液時(shí)產(chǎn)生白色沉淀，再加入稀鹽酸沉淀不溶解，說明C中含有SO₄^2-，
①結(jié)合C的相對分子質(zhì)量和結(jié)晶水個(gè)數(shù)可知C的化學(xué)式為（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O，
故答案為：（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O；
②（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O與KMnO₄溶液（硫酸酸化）反應(yīng)離子方程式為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．

點(diǎn)評 本題綜合考查位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)關(guān)系，涉及半徑比較、離子方程式、物質(zhì)的組成測定等，明確元素的種類為解答該題的關(guān)鍵，側(cè)重對知識的遷移應(yīng)用，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，題目難度較大．