Question

10．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素且互不同族；其中只有两种为金属；X原子的最外层电子数是次外层电子数的$\frac{1}{4}$；X与W、Y与Z这两对原子的最外层电子数之和均为9．单质Y和W都可与浓的氢氧化钠反应．请回答下列题．  
（1）Y、Z、W的原子半径由小到大的顺序是Cl＜S＜Al（用元素符号表示）；
（2）YW₃的熔点是190℃，液态时不导电，则YW₃属于共价化合物（离子或共价）．  
（3）X、Y、Z、W四种元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是HClO₄（写化学式）；工业上常用电解法来冶炼单质X．
（4）Z在某种氧化物中显+4价．将该氧化物与W单质在常温、常压下等体积混合均匀后通入品红溶液中，产生的现象是品红溶液不褪色．
（5）高温下，单质Y能与铁红发生反应，若反应中转移了2mol电子，则参加反应的单质Y的质量为18克．
（6）0.1mol的单质W与50mL 1.5mol/L的FeI₂溶液充分反应，则该反应的离子方程式为4Cl₂+2Fe²⁺+6I^-═8Cl^-+2Fe³⁺+3I₂．

Answer 1

分析 短周期元素中，X原子的最外层电子数是次外层电子数的$\frac{1}{4}$，原子有3个电子层，最外层电子数为2，故X为Mg；四元素有两种为金属，且X、Y、Z、W是原子序数依次增大，均处于第三周期，可推知Y为Al元素；X与W原子的最外层电子数之和为9，则W处于ⅦA族，故W为Cl元素；Y与Z原子的最外层电子数之和为9，则Z处于ⅥA族，故Z为S元素，单质Al和氯气都可与浓的氢氧化钠反应．
（1）同周期自左而右原子半径减小；
（2）AlCl₃的熔点是190℃，液态时不导电，则AlCl₃属于共价化合物价；
（3）非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强；工业上常用电解法来冶炼单质Mg；
（4）Z在某种氧化物中显+4价，该氧化物为SO₂，与氯气在常温、常压下等体积混合均匀后通入品红溶液中，发生反应：SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，二者恰好反应，而产物没有漂白性；
（5）高温下，单质Al能与铁红发生反应：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，根据Al元素化合价变化计算Al的物质的量，再根据m=nM计算Al的质量；
（6）50mL 1.5mol/L的FeI₂溶液中FeI₂的物质的量为0.05L×1.5mol/L=0.075mol，由于还原性：I^-＞Fe²⁺，故先氧化I^-为I₂，发生反应：Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂，然后发生反应：Cl₂+2Fe²⁺═2Cl^-+2Fe³⁺，计算参加反应的Fe²⁺、I^-的物质的量，进而书写离子方程式．

解答 解：短周期元素中，X原子的最外层电子数是次外层电子数的$\frac{1}{4}$，原子有3个电子层，最外层电子数为2，故X为Mg；四元素有两种为金属，且X、Y、Z、W是原子序数依次增大，均处于第三周期，可推知Y为Al元素；X与W原子的最外层电子数之和为9，则W处于ⅦA族，故W为Cl元素；Y与Z原子的最外层电子数之和为9，则Z处于ⅥA族，故Z为S元素，单质Al和氯气都可与浓的氢氧化钠反应．
（1）同周期自左而右原子半径减小，故原子半径：Cl＜S＜Al，故答案为：Cl＜S＜Al；
（2）AlCl₃的熔点是190℃，液态时不导电，则AlCl₃属于共价化合物，故答案为：共价；
（3）四种元素中Cl的非金属性最强，故最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是HClO₄；工业上常用电解法来冶炼单质Mg，故答案为：HClO₄；电解；
（4）Z在某种氧化物中显+4价，该氧化物为SO₂，与氯气在常温、常压下等体积混合均匀后通入品红溶液中，发生反应：SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，二者恰好反应，产物没有漂白性，产生的现象是：品红溶液不褪色，故答案为：品红溶液不褪色；
（5）高温下，单质Al能与铁红发生反应：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，若反应中转移了2mol电子，则参加反应的单质Al的质量为$\frac{2mol}{3}$×27g/mol=18g，故答案为：18；
（6）50mL 1.5mol/L的FeI₂溶液中FeI₂的物质的量为0.05L×1.5mol/L=0.075mol，由于还原性：I^-＞Fe²⁺，故先氧化I^-为I₂，发生反应：Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂，则I^-完全被氧化消耗Cl₂为$\frac{0.075mol×2}{2}$=0.075mol，剩余氯气为0.1mol-0.075mol=0.025mol，然后发生反应：Cl₂+2Fe²⁺═2Cl^-+2Fe³⁺，0.025mol氯气完全反应可以氧化Fe²⁺为0.025mol×2=0.05mol＜0.075mol，Fe²⁺有剩余，故参加反应的：Cl₂、Fe²⁺、I^-的物质的量之比为0.1：0.05：0.15=2：1：3，反应离子方程式为：4Cl₂+2Fe²⁺+6I^-═8Cl^-+2Fe³⁺+3I₂，故答案为：4Cl₂+2Fe²⁺+6I^-═8Cl^-+2Fe³⁺+3I₂．

点评 本题考查结构性质位置关系综合应用，推断元素是解题关键，（6）注意离子反应发生的先后顺序，难度中等．