题目内容

15．已知前四周期五种元素X、Y、Z、W、T，它们的原子序数依次增大．X是空气中含量最多的元素；Y、W位于同周期，W单质在常温下是黄绿色气体，Y单质在其中燃烧发出黄色火焰；Z的氧化物常用作制备通讯光纤；T是常见金属，在氧气中燃烧可以得到具有磁性的黑色物质．回答下列问题：
（1）Z位于元素周期表中第三周期第ⅣA族；W基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p5．
（2）Y和W的简单离子比较，半径较大的是Cl-_（填离子符号）；键的极性比较：X-H大于Z-H（填“大于”或“小于”）；Z单质和其氧化物比较，熔点较高的是SiO2（填化学式）．
（3）向T单质与稀硫酸反应后的溶液中滴加足量的NaOH溶液，能观察到的现象是先生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；X与Y形成的原子个数比为1：3的简单化合物可与水反应生成两种碱，写出该物质与醋酸溶液反应的化学方程式Na3N+4CH3COOH→CH3COONH4+3CH3COONa．
（4）一定条件下，在水溶液中1molW-、WO${\;}_{x}^{-}$（z=1，2，3，4等）的能量（kJ）相对大小如图所示．
①D点对应的微粒是ClO4-（填离子符号）．
②写出B→A+C反应的热化学方程式：3ClO-（aq）=ClO3-（aq）+2Cl-（aq）△H=-117kJ/mol（用离子符号表示）．

分析 前四周期五种元素X、Y、Z、W、T，它们的原子序数依次增大．X是空气中含量最多的元素，则X为N元素；Y、W位于同周期，单质在常温下是黄绿色气体，则W为Cl；Y单质在其中燃烧发出黄色火焰，则Y为Na；Z的氧化物常用作制备通讯光纤，则Z为Si；T是常见金属，在氧气中燃烧可以得到具有磁性的黑色物质，则T为Fe．
（1）主族元素周期数=电子层数、主族族序数=最外层电子数；W为Cl，原子核外有17个电子，根据能量最低原理书写基态原子核外电子排布式；
（2）电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，电子层越多离子半径越大；
电负性越大，对键合电子吸引力越大，共价键的极性越强；
Si单质和其氧化物SiO2均属于原子晶体，键长越短、键能越大，物质的熔点越高；
（3）向Fe单质与稀硫酸反应得到硫酸亚铁，向后的溶液中滴加足量的NaOH溶液，开始生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定，被氧化为氢氧化铁；
X与Y形成的原子个数比为1：3的简单化合物为Na3N，可与水反应生成两种碱，生成NaOH与NH3，该物质与醋酸溶液反应时，可以看做先发生水解反应，水解产物再与醋酸发生反应，进而书写总反应方程式；
（4）①D中Cl元素化合价为+7价，化合价代数和等于离子所带电荷，据此判断x值确定离子符合；
②B→A+C的反应方程式为：3ClO-=ClO3-+2Cl-，根据离子能量计算反应热，进而书写热化学方程式．

解答 解：前四周期五种元素X、Y、Z、W、T，它们的原子序数依次增大．X是空气中含量最多的元素，则X为N元素；Y、W位于同周期，单质在常温下是黄绿色气体，则W为Cl；Y单质在其中燃烧发出黄色火焰，则Y为Na；Z的氧化物常用作制备通讯光纤，则Z为Si；T是常见金属，在氧气中燃烧可以得到具有磁性的黑色物质，则T为Fe．
（1）Z为Si，原子核外有3个电子层、最外层电子数为3，位于元素周期表中第三周期第ⅣA族；W为Cl，原子核外有17个电子，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，
故答案为：三、ⅣA；1s22s22p63s23p5；
（2）Cl-离子比Na+离子多1个电子层，故离子半径Cl-＞Na+，由于电负性N＞Si，故键的极性：N-H大于Si-H；Si单质和其氧化物SiO2均属于原子晶体，由于Si-Si键长＞Si-O键长，故Si-O键的键能更大，其熔点高于晶体硅，
故答案为：Cl-；大于；SiO2；
（3）向Fe单质与稀硫酸反应得到硫酸亚铁，向后的溶液中滴加足量的NaOH溶液，开始生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定，被氧化为氢氧化铁，看到的现象为：开始白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；
X与Y形成的原子个数比为1：3的简单化合物为Na3N，可与水反应生成两种碱，生成NaOH与NH3，该物质与醋酸溶液反应时，可以看做先发生水解反应，水解产物再与醋酸发生反应，故与醋酸的化学方程式为：Na3N+4CH3COOH→CH3COONH4+3CH3COONa，
故答案为：先生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；Na3N+4CH3COOH→CH3COONH4+3CH3COONa；
（4）①根据图象知，D中Cl元素化合价为+7价，则7+（-2）x=-1，解得x=4，所以ClOx-中x为4，则D为ClO4-，故答案为：ClO4-；
②B→A+C的反应方程式为：3ClO-=ClO3-+2Cl-，反应热=（63kJ/mol+2×0kJ/mol）-3×60kJ/mol=-117kJ/mol，所以该热化学反应方程式为3ClO-（aq）=ClO3-（aq）+2Cl-（aq）△H=-117kJ/mol，
故答案为：3ClO-（aq）=ClO3-（aq）+2Cl-（aq）△H=-117kJ/mol；

点评 本题考查位置结构性质关系综合应用，推断元素是解题关键，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础，难度中等．

练习册系列答案
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