Question

6．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位于同一主族．
（1）X元素在周期表中的位置是第一周期第IA族．
（2）由以上四種元素中的兩種組成的分子中，既含極性鍵又含非極性鍵的分子化學式是H₂O₂．
（3）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8H⁺+2NO₃^-+3Cu=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（4）由X、Y、Z、W四種元素可組成一種離子化合物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．加熱條件下A與NaOH溶液反應的離子方程式為NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O．
②又知A既能與鹽酸反應，又能與氯水反應．A與氯水反應的離子方程式為SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺．
（5）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，產生無色刺激性氣味氣體和白色沉淀．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）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O．
②已知1mol/L 100mL B的溶液能與1mol/L 20mL KMnO₄溶液（硫酸酸化）恰好反應．該反應的離子方程式為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，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）H元素處于第一周期IA族；
（2）由H與O組成的某化合物H₂O₂中存在極性鍵、非極性鍵；
（3）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，稀硝酸與Cu 反應生成硝酸銅、NO與水；
（4）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；
（5）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，結合其相對分子質量確定；
②溶液中Fe²⁺被氧化為Fe³⁺，根據電子轉移守恒計算Mn元素在還原產物中的化合價，進而確定還原產物，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）X為H元素，位于元素周期表中第一周期第IA族，
故答案為：第一周期第IA族；
（2）由以上四種元素中的兩種組成的分子中，既含極性鍵又含非極性鍵的分子化學式是：H₂O₂等，
故答案為：H₂O₂；
（3）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，則該酸為硝酸，稀硝酸與Cu 反應生成硝酸銅、NO與水，反應離子方程式為8H⁺+2NO₃^-+3Cu=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：8H⁺+2NO₃^-+3Cu=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（4）①X、Y、Z、W四種元素組成的一種離子化合物中的陽離子為NH₄⁺，陰離子為硫酸根離子、硫酸氫根離子、亞硫酸根離子、亞硫酸氫根離子，但1mol A能與足量NaOH濃溶液反應生成標準狀況下44.8L氣體，則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，反應離子方程式為NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O，
故答案為：NH₄⁺+OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃↑+H₂O；
②又知A既能與鹽酸反應，又能與氯水反應，故A為亞硫酸銨，氯氣氧化亞硫酸根為硫酸根，反應離子方程式SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺，
故答案為：SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺；
（5）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，
故答案為：（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O；
②B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．

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．