Question

W、X、Y、Z为四种短周期主族元素，其位置关系如图1．
（1）若X原子的最外层电子数是次外层的3倍．
①元素X在周期表中的位置

 

．
②工业上由W的单质制备W的气态氢化物的化学方程式是

 

．
（2）若四种元素中只有一种金属元素．
①冶炼Y的化学方程式是

 

．
②工业上，将X的单质与Z的最高价氧化物加热到1900℃以上可制得一种新型陶瓷（ZX），同时得到一种可燃性气体，该反应的化学方程式是

 

．
③为比较X、Z最高价氧化物的水化物酸性强弱，某同学设计如图2所示实验．
I．B试管中盛放的试剂是

 

．
II．C试管中反应的化学方程式是

 

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Answer 1

分析：（1）这几种元素为短周期元素，根据元素在周期表中的位置知，W和X为第二周期元素，若X原子的最外层电子数是次外层的3倍，X的最外层电子数为6，次外层电子数是2，则X为O元素，W为N元素，Y为P元素，Z为S元素，结合元素在周期表中的位置及物质之间的反应解答；
（2）若四种元素中只有一种金属元素，这几种元素为短周期元素，W和Y为第IIIA族元素，W为B元素、Y为Al元素、X为C元素、Z为Si元素，
①活泼金属采用电解其氧化物或熔融盐的方法冶炼；
②根据元素守恒知，生成的气体中含有氧元素，且该气体能燃烧，则为CO，根据反应物、生成物及反应条件写出方程式；
③I．氯化氢也能和硅酸钠反应而造成干扰，所以要除去二氧化碳中的氯化氢；
II．二氧化碳和硅酸钠反应生成硅酸和碳酸钠．

解答：解：（1）这几种元素为短周期元素，根据元素在周期表中的位置知，W和X为第二周期元素，若X原子的最外层电子数是次外层的3倍，X的最外层电子数为6，次外层电子数是2，则X为O元素，W为N元素，Y为P元素，Z为S元素，
①X原子核外有2个电子层，最外层电子数为6，原子核外电子层数等于周期数，主族元素最外层电子数等于其族序数，所以X位于第2周期VIA族，
故答案为：第2周期VIA族；
②在高温高压、催化剂条件下，氮气和氢气反应生成氨气，反应方程式为：3H₂+N₂

催化剂 .

高温高压

2NH₃，
故答案为：3H₂+N₂

催化剂 .

高温高压

2NH₃；
（2）若四种元素中只有一种金属元素，这几种元素为短周期元素，W和Y为第IIIA族元素，W为B元素、Y为Al元素、X为C元素、Z为Si元素，
①铝属于活泼金属，氯化铝为分子晶体，其熔融状态不导电，工业上采用电解氧化铝的方法冶炼铝，方程式为：2Al₂O₃

电解    .

冰晶石

4Al+3O₂↑，故答案为：2Al₂O₃

电解    .

冰晶石

4Al+3O₂↑；
②根据元素守恒知，生成的气体中含有氧元素，且该气体能燃烧，则为CO，该反应方程式为：3C+SiO₂

1900℃  .

SiC+2CO↑，故答案为：3C+SiO₂

1900℃  .

SiC+2CO↑；
③I．醋酸和碳酸钙反应生成二氧化碳，但盐酸具有挥发性，导致二氧化碳中有氯化氢气体，氯化氢也和硅酸钠溶液反应而对二氧化碳造成干扰，所以二氧化碳和硅酸钠溶液反应之前要除去氯化氢气体，为防止引进杂质和减少二氧化碳的量，B中盛放碳酸氢钠溶液，故答案为：饱和NaHCO₃溶液；
II．二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸和硅酸钠发生复分解反应生成硅酸和碳酸钠，反应方程式为Na₂SiO₃+CO₂+H₂O═Na₂SiO₃+Na₂CO₃，
故答案为：Na₂SiO₃+CO₂+H₂O═Na₂SiO₃+Na₂CO₃．

点评：本题考查了无机物的推断，根据元素在周期表中的位置及物质的性质来分析解答，涉及金属的冶炼、实验方案设计、酸性强弱的判断等知识点，根据金属的活泼性确定金属的冶炼方法，根据强酸制取弱酸确定酸性强弱，题目难度中等．