Question

3．有X、Y、Z、R四種短周期主族元素，Y、Z、R同周期．相關(guān)信息如下：

	相關(guān)信息
X	單質(zhì)為雙原子分子．若低溫蒸發(fā)液態(tài)空氣，因其沸點較低可先獲得X的單質(zhì)
Y	含Y元素的物質(zhì)焰色反應(yīng)為黃色
Z	同周期元素中原子半徑最小
R	R元素原子的最外層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍

I．（1）Z元素在周期表的位置是第三周期第ⅦA族，Y、Z、R簡單離子的半徑從大到小的順序是S^2-＞Cl^-＞Na⁺（用離子符號表示）；
（2）由X、Z兩種元素組成的化合物甲，常溫下為易揮發(fā)的淡黃色液體，甲分子構(gòu)型為三角錐形，且分子里X、Z兩種原子最外層均達到8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)．甲遇水可形成一種常見的漂白性物質(zhì)．則甲的結(jié)構(gòu)式為；
（3）化合物乙（Y₂R）溶液在空氣中長期放置，與氧氣反應(yīng)會生成與過氧化鈉的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)相似的物質(zhì)Y₂R₂，其溶液顯黃色．則Y₂R₂的電子式為，寫出乙溶液在空氣中變質(zhì)生成Y₂R₂的化學(xué)方程式4Na₂S+O₂+2H₂O═4NaOH+2Na₂S₂．
II．元素X與氫可形成多種化合物，如丙、丁、戊．
（4）丙為一元弱酸，酸性與醋酸類似，對熱十分穩(wěn)定但受撞擊就爆炸．8.6g丙爆炸分解生成H₂和6.72L（標況下）X₂．寫出其爆炸的化學(xué)方程式2HN₃=3N₂+H₂ ；
（5）丁為離子化合物，遇水反應(yīng)生成H₂和氣體戊，標況下戊的密度為0.76g•L^-1，則物質(zhì)丁的化學(xué)式為NH₄H；
（6）戊在高溫條件下能還原Fe₂O₃，生成兩種單質(zhì)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2NH₃+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$N₂+2Fe+3H₂O，有人提出生成的產(chǎn)物中可能還有FeO，請設(shè)計實驗方案驗證（用化學(xué)方法）取固體生成物a g與足量鹽酸反應(yīng)，測定生成氣體標況的體積為V L，若V＜$\frac{a}{56}$，則含F(xiàn)eO，反之則無；或者取一定質(zhì)量固體生成物與足量H₂（或CO）共熱充分反應(yīng)，若質(zhì)量減少則含F(xiàn)eO，反之則無．

Answer 1

分析 I．X、Y、Z、R四種元素均為短周期元素，含Y元素的物質(zhì)焰色反應(yīng)為黃色，則Y為Na；X單質(zhì)為雙原子分子，若低溫蒸發(fā)液態(tài)空氣，因其沸點較低可先獲得X的單質(zhì)，則X為N元素；Z是同周期元素中原子半徑最小，且Y、Z、R同周期，則Z為Cl，R元素原子的最外層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍，則R為S元素；
II．X為N元素，元素X與氫可形成多種化合物，如丙、丁、戊，丙與醋酸類似，為一元弱酸，設(shè)丙的分子式為HN_m，HN_m分解的方程式為2HN_m=H₂+mN₂，8.6gHN_m爆炸分解生成H₂和6.72L（標況下）N₂，氮氣為$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，則2：m=$\frac{8.6}{1+14m}$：0.3，解得m=3，所以丙為HN₃，丁為離子化合物，遇水反應(yīng)生成H₂和氣體戊，標況下戊的密度為0.76g•L^-1，則戊的相對分子質(zhì)量為0.76×22.4=17，所以戊為氨氣，則丁為NH₄H．

解答 解：I．X、Y、Z、R四種元素均為短周期元素，含Y元素的物質(zhì)焰色反應(yīng)為黃色，則Y為Na；X單質(zhì)為雙原子分子，若低溫蒸發(fā)液態(tài)空氣，因其沸點較低可先獲得X的單質(zhì)，則X為N元素；Z是同周期元素中原子半徑最小，且Y、Z、R同周期，則Z為Cl，R元素原子的最外層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍，則R為S元素．
（1）Z為Cl，Z元素在周期表的位置是第三周期第ⅦA族，離子電子層數(shù)越多，離子半徑越大，電子層結(jié)構(gòu)相同時，核電荷數(shù)越多，離子半徑越小，所以Y、Z、R簡單離子的半徑從大到小的順序是 S^2-＞Cl^-＞Na⁺，
故答案為：第三周期第ⅦA族； S^2-＞Cl^-＞Na⁺；
（2）由N、Cl兩種元素組成的化合物甲，常溫下為易揮發(fā)的淡黃色液體，甲分子構(gòu)型為三角錐形，且分子里N、Cl兩種原子最外層均達到8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則N、Cl個數(shù)比應(yīng)為1：3，甲遇水蒸氣可形成一種常見的漂白性物質(zhì)應(yīng)為次氯酸，所以在甲中氯顯+1價，所以甲的結(jié)構(gòu)式為，
故答案為：；
（3）化合物乙為Na₂S溶液在空氣中長期放置，與氧氣反應(yīng)會生成Na₂S₂，則Na₂S₂的電子式為，Na₂S溶液在空氣中變質(zhì)過程的化學(xué)方程式為4Na₂S+O₂+2H₂O═4NaOH+2Na₂S₂，
故答案為：；4Na₂S+O₂+2H₂O═4NaOH+2Na₂S₂；
II．X為N元素，元素X與氫可形成多種化合物，如丙、丁、戊，
（4）丙與醋酸類似，為一元弱酸，設(shè)丙的分子式為HN_m，HN_m分解的方程式為2HN_m=H₂+mN₂，8.6gHN_m爆炸分解生成H₂和6.72L（標況下）N₂，氮氣為$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，則2：m=$\frac{8.6}{1+14m}$：0.3，解得m=3，所以丙為HN₃，反應(yīng)方程式為：2HN₃=3N₂+H₂ ，
故答案為：2HN₃=3N₂+H₂ ；
（5）丁為離子化合物，遇水反應(yīng)生成H₂和氣體戊，標況下戊的密度為0.76g•L^-1，則戊的相對分子質(zhì)量為0.76×22.4=17，所以戊為氨氣，則丁為NH₄H，
故答案為：NH₄H；
（6）氨氣在高溫條件下能還原Fe₂O₃，生成氮氣和鐵，反應(yīng)方程式為2NH₃+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$N₂+2Fe+3H₂O；
要證明生成物中是否有FeO，可以通過定量計算的方法確定，具體操作為：取固體生成物a g與足量鹽酸反應(yīng)，測定生成氣體標況的體積為V L，若V＜$\frac{a}{56}$，則含F(xiàn)eO，反之則無；或者取一定質(zhì)量固體生成物與足量H₂（或CO）共熱充分反應(yīng)，若質(zhì)量減少則含F(xiàn)eO，反之則無，
故答案為：2NH₃+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$N₂+2Fe+3H₂O；取固體生成物a g與足量鹽酸反應(yīng)，測定生成氣體標況的體積為V L，若V＜$\frac{a}{56}$，則含F(xiàn)eO，反之則無；或者取一定質(zhì)量固體生成物與足量H₂（或CO）共熱充分反應(yīng)，若質(zhì)量減少則含F(xiàn)eO，反之則無．

點評 本題考查元素化合物推斷，推斷元素是解題關(guān)鍵，II中根據(jù)計算確定化合物組成和通過定量實驗進行物質(zhì)成分檢驗為本題的難點．