Question

3．通过对模型、图形、图表的观察，获取有关信息是化学学习的一种重要能力．
（1）如图1是部分短周期元素原子（用字母表示）最外层电子数与原子序数的关系图．按要求回答问题：
①Y元素在元素周期表中的位置为第二周期第VIIA族．
②②气态氢化物的稳定性：X＜（填“＞”“＜”）Y．
③这五种元素形成的简单离子中，离子半径最大的是S^2-（填离子符号）．
④Z的氢化物ZH可以和水发生氧化还原反应，其反应方程式为NaH+H₂O=NaOH+H₂↑．
（2）X、Y、Z三种物质有以下转化关系（图2）：
①如果三种物质中均含Mg元素，且X为镁单质，则Y、Z可能是MgO、MgCl₂（填化学式，只填一种物质即可，下同）；
②如果三种物质中均含Cl元素，且X为Cl₂，则Y、Z可能是HCl、NaCl；
③如果三种物质中均含Si元素，且X为SiO₂，则Y、Z可能是Na₂SiO₃、、H₂SiO₃．
（3）向用盐酸酸化的MgSO₄溶液中加入Ba（OH）₂溶液，生成沉淀质量m与Ba（OH）₂体积V之间的关系（图3），则oa段生成的沉淀为BaSO₄（填化学式，下同），ab段生成的沉淀为BaSO₄和Mg（OH）₂；bc段生成的沉淀为Mg（OH）₂．

Answer 1

分析 （1）短周期元素中，X、R的最外层电子数均为6，X的原子序数小，则X为O，R为S，同理可知Y为F，W为Cl，而Z为第三周期元素，最外层电子数为1，即Z为Na；
①Y为F，原子结构中有3个电子层，最外层电子数为7；
②非金属性越强，氢化物越稳定；
③电子层越多，离子半径越大，相同电子排布的离子原子序数大的离子半径小；
④NaH与水反应生成NaOH和氢气；
（2）根据 X、Y、Z三种物质的转化关系，X反应生成Y，Y反应生成Z，Z反应再生成X，
①如果三种物质中均含Mg元素，且X为镁单质，则Y可能为MgO、，Z可能为MgCl₂；
②如果三种物质中均含Cl元素，且X为Cl₂，则Y可能是HCl，Z可能是NaCl；
③如果三种物质中均含Si元素，且X为SiO₂，则Y可能是Na₂SiO₃、Z可能是H₂SiO₃；
（3）向用盐酸酸化的MgSO₄溶液中加入Ba（OH）₂后，首先是Ba²⁺与溶液中的SO₄^2-反应生成既不溶于水又不溶于酸的BaSO₄沉淀，OH^-跟盐酸的H⁺发生中和反应生成水；由于HCl的存在，OH^-不能与Mg²⁺产生沉淀Mg（OH）₂，待H⁺完全反应，OH^-与Mg²⁺开始生成Mg（OH）₂沉淀，当MgSO₄溶液全部反应后，再加入Ba（OH）₂溶液不再产生沉淀．

解答 解：（1）短周期元素中，X、R的最外层电子数均为6，X的原子序数小，则X为O，R为S，同理可知Y为F，W为Cl，而Z为第三周期元素，最外层电子数为1，即Z为Na；
①Y为F，原子结构中有3个电子层，最外层电子数为7，则位于第二周期第ⅤⅡA族，故答案为：第二周期第ⅤⅡA族；
②非金属性Y＞X，氢化物的稳定性为X＜Y，故答案为：＜；
③电子层越多，离子半径越大，相同电子排布的离子原子序数大的离子半径小，这五种元素形成的简单离子中，离子半径最大的是S^2-，故答案为：S^2-；
④NaH与水反应生成NaOH和氢气，反应为NaH+H₂O=NaOH+H₂↑，故答案为：NaH+H₂O=NaOH+H₂↑；
（2）根据 X、Y、Z三种物质的转化关系，X反应生成Y，Y反应生成Z，Z反应再生成X，
①如果三种物质中均含Mg元素，且X为镁单质，则Y可能为MgO、，Z可能为MgCl₂；
②如果三种物质中均含Cl元素，且X为Cl₂，则Y可能是HCl，Z可能是NaCl；
③如果三种物质中均含Si元素，且X为SiO₂，则Y可能是Na₂SiO₃、Z可能是H₂SiO₃；
故答案为：①MgO、MgCl₂；②HCl、NaCl；③Na₂SiO₃、H₂SiO₃；
（3）向用盐酸酸化的MgSO₄溶液中加入Ba（OH）₂溶液后，0a段表示产生的沉淀只是BaSO₄，由于HCl的存在，OH^-不能与Mg²⁺产生沉淀Mg（OH）₂；ab段表示的沉淀有BaSO₄和Mg（OH）₂，是因为H⁺完全反应后，不仅Ba²⁺与溶液中的SO₄^2-反应生成BaSO₄沉淀，而且OH^-与Mg²⁺反应产生沉淀Mg（OH）₂，所以沉淀多；bc段表示沉淀有Mg（OH）₂沉淀，因为溶液中SO₄^2-反应完，只有Mg²⁺与OH^-生成Mg（OH）₂沉淀；cd段没有沉淀，因为溶液中MgSO₄溶液已完全反应完，不能与加入的Ba（OH）₂反应，Ba（OH）₂是过量的，
故答案为：BaSO₄；BaSO₄和Mg（OH）₂；Mg（OH）₂．

点评 本题考查位置、结构、性质的关系及应用，为高频考点，推断元素、氧化还原反应及离子反应的先后顺序为解答的关键，侧重分析与推断及元素化合物知识的综合考查，题目难度中等．