Question

18．X、Y、Z、W、R是短周期元素，原子序数依次增大．非金属X原子核外各层电子数之比为1：2，Y原子和Z原子的核外电子数之和为20，W和R是同周期相邻元素，Y的氧化物和R的氧化物均能形成酸雨．请回答下列问题：
（1）元素X的最高价氧化物的电子式为；元素Z的离子结构示意图为．
（2）单质铜和元素Y的最高价氧化物对应水化物的稀溶液发生反应的化学方程式为8HNO₃（稀）+3Cu═2NO↑+3Cu（NO₃）₂+4H₂O．
（3）元素W位于周期表的第第三周期第VA族族，其非金属性比R弱，用原子结构的知识解释原因：P原子和S原子的电子层数相同，P原子半径较大，得电子能力较弱．
（4）R的一种氧化物能使品红溶液褪色，工业上用Y的气态氢化物的水溶液作该氧化物的吸收剂，写出吸收剂与足量该氧化物反应的离子方程式：SO₂+NH₃•H₂O═HSO₃^-+NH₄⁺．
（5）Y和Z组成的化合物ZY，被大量用于制造电子元件．工业上用Z的氧化物、X单质和Y单质在高温下制备ZY，其中Z的氧化物和X单质的物质的量之比为1：3，则该反应的化学方程式为Al₂O₃+3C+N₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2AlN+3CO．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、R是短周期元素，原子序数依次增大，Y的氧化物和R的氧化物均能形成酸雨，则Y为N元素、R为S元素；W和R是同周期相邻元素，则W为P元素；Y原子和Z原子的核外电子数之和为20，则Z原子核外电子数=20-7=13，则Z为Al；非金属X原子核外各层电子数之比为1：2，X有2个电子层，X为C元素．
（1）元素X的最高价氧化物为CO₂，分子中C原子与氧原子之间形成2对共用电子对；元素Z的离子为Al³⁺，离子核外电子数为10，各层电子数为2、8；
（2）单质铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、NO与水；
（3）主族元素周期数=电子层数、主族族序数=最外层电子数；原子半径越大，对核外电子越弱，得电子能力较弱；
（4）R的一种氧化物能使品红溶液褪色，该氧化物为SO₂，工业上用氨气水溶液作该氧化物的吸收剂，足量的二氧化硫与氨水反应生成亚硫酸氢铵；
（5）N和Al组成的化合物AlN，工业上用氧化铝、碳、氮气在高温下制备，其中氧化铝和碳的物质的量之比为1：3，还生成CO．

解答 解：X、Y、Z、W、R是短周期元素，原子序数依次增大，Y的氧化物和R的氧化物均能形成酸雨，则Y为N元素、R为S元素；W和R是同周期相邻元素，则W为P元素；Y原子和Z原子的核外电子数之和为20，则Z原子核外电子数=20-7=13，则Z为Al；非金属X原子核外各层电子数之比为1：2，X有2个电子层，X为C元素．
（1）元素X的最高价氧化物为CO₂，分子中C原子与氧原子之间形成2对共用电子对，电子式为；元素Z的离子为Al³⁺，离子核外电子数为10，各层电子数为2、8，离子结构示意图为，
故答案为：；；
（2）单质铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、NO与水，反应方程式为：8HNO₃（稀）+3Cu═2NO↑+3Cu（NO₃）₂+4H₂O，
故答案为：8HNO₃（稀）+3Cu═2NO↑+3Cu（NO₃）₂+4H₂O；
（3）元素W为P，核外有3个电子层，最外层电子数为5，位于周期表的第三周期第VA族；P原子和S原子的电子层数相同，P原子半径较大，得电子能力较弱，故P的非金属性比元素S弱，
故答案为：第三周期第VA族；P原子和S原子的电子层数相同，P原子半径较大，得电子能力较弱；
（4）R的一种氧化物能使品红溶液褪色，该氧化物为SO₂，工业上用氨气水溶液作该氧化物的吸收剂，吸收剂与足量该氧化物反应的离子方程式：SO₂+NH₃•H₂O═HSO₃^-+NH₄⁺，
故答案为：SO₂+NH₃•H₂O═HSO₃^-+NH₄⁺；
（5）N和Al组成的化合物AlN，被大量用于制造电子元件．工业上用氧化铝、碳、氮气在高温下制备，其中氧化铝和碳的物质的量之比为1：3，说明还生成CO，则该反应的化学方程式为：Al₂O₃+3C+N₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2AlN+3CO，
故答案为：Al₂O₃+3C+N₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2AlN+3CO．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，推断元素是解题关键，侧重对化学用语的考查，（3）中注意理解同主族、同周期元素性质的相似性与递变性．