Question

15．四種短周期元素在周期表中的相對位置如下表所示，其中Z原子最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2 倍．元素M與Z同周期，且原子半徑是同周期中最大的．元素R是第四周期的過渡元素；R有甲、乙兩種常見氫氧化物，其中甲在常溫下置于空氣中，會由白色變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色的乙．

X	Y
	Z	W

請按要求回答下列問題：
（1）X的單質(zhì)的電子式：；W最高價氧化物的水化物的化學(xué)式：HClO₄．
（2）M、Z、W分別形成的簡單離子的半徑由大到小順序為S^2-＞Cl^-＞Na⁺（填離子符號）；寫一個能說明元素W比元素Z的非金屬性強的化學(xué)方程式：H₂S+Cl₂=S₂↓+2HCl．
（3）甲變?yōu)橐业幕瘜W(xué)方程式為4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．
（4）常溫下，當(dāng)用200mL 1mol•L^-1的MOH溶液吸收4.48L（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況）ZY₂時，所得溶液的主要溶質(zhì)（填化學(xué)式）為NaHSO₃；此時溶液pH＜7，則其中含Z元素的幾種粒子（忽略ZY₂）的濃度由大到小的順序為c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃）．
（5）工業(yè)上用電化學(xué)法治理酸性廢液中的XY₃^-的原理如圖示，其陰極的反應(yīng)式為2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂↑+6H₂O．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W均為短周期元素，由位置關(guān)系可知，X、Y處于第二周期，Z、W處于第三周期，Z元素最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍，最外層電子數(shù)為6，則Z為S元素，故X為N元素、Y為O元素、W為Cl元素；元素M與S同周期，且原子半徑是同周期中最大，所以M為Na；元素R是第四周期的過渡元素；R有甲、乙兩種常見氫氧化物，其中甲在常溫下置于空氣中，會由白色變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色的乙，則甲為Fe（OH）₂，乙為Fe（OH）₃，所以R為Fe元素；結(jié)合元素周期律解答．

解答 解：X、Y、Z、W均為短周期元素，由位置關(guān)系可知，X、Y處于第二周期，Z、W處于第三周期，Z元素最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍，最外層電子數(shù)為6，則Z為S元素，故X為N元素、Y為O元素、W為Cl元素；元素M與S同周期，且原子半徑是同周期中最大，所以M為Na；元素R是第四周期的過渡元素；R有甲、乙兩種常見氫氧化物，其中甲在常溫下置于空氣中，會由白色變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色的乙，則甲為Fe（OH）₂，乙為Fe（OH）₃，所以R為Fe元素；
（1）X為N元素，其單質(zhì)氮氣的電子式為；W為Cl元素，其最高價氧化物的水化物的化學(xué)式為：HClO₄；
（2）M、Z、W分別形成的簡單離子分別為：Na⁺、S^2-、Cl^-，則半徑由大到小順序為S^2-＞Cl^-＞Na⁺；非金屬性強的元素形成的單質(zhì)能把非金屬性弱的元素形成的單質(zhì)從溶液中置換出來，如：H₂S+Cl₂=S₂↓+2HCl：
故答案為：S^2-＞Cl^-＞Na⁺；H₂S+Cl₂=S₂↓+2HCl；
（3）甲為Fe（OH）₂，乙為Fe（OH）₃，氫氧化鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵，其反應(yīng)方程式為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
故答案為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（4）常溫下，當(dāng)用200mL 1mol•L^-1的NaOH溶液吸收4.48L（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況）SO₂，NaOH為0.2mol，SO₂為0.2mol，二者等物質(zhì)的量恰好反應(yīng)生成NaHSO₃，即所得溶液的主要溶質(zhì)（填化學(xué)式）為NaHSO₃；NaHSO₃溶液pH＜7，HSO₃^-的電離程度大于水解程度，所以溶液中含S粒子的濃度關(guān)系為c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃）；
故答案為：NaHSO₃；c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃）；
（5）工業(yè)上用電化學(xué)法治理酸性廢液中的NO₃^-的原理如圖示，電解時陰極上NO₃^-發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成N₂，則其陰極的反應(yīng)式為2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂↑+6H₂O；
故答案為：2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂↑+6H₂O．

點評 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用，推斷元素是解題關(guān)鍵，側(cè)重對化學(xué)用語、元素周期律、元素化合物的性質(zhì)和電解原理的考查，較好的考查學(xué)生運用知識分析問題、解決問題的能力，難度中等．