题目内容

5．W、X、Y、Z为短周期内（除稀有气体元素外）的四种元素．它们的原子序数依次增大，其中只有Y是金属元素，X与Z属于同一主族的元素，Y的最外层电子数和W最外层电子数相等，Y、Z两元素的质子数之和为W、X两元素的质子数之和的3倍．
（1）由此可知元素W为氢； Y 为钠；（都填元素名称）
（2）Z位于元素周期表中第三周期，第ⅥA族
（3）W分别与X、Z能形成相应的氢化物，这两种化合物的沸点由高到低的顺序为H2O＞H2S（用分子式表示）
（4）W、X、Y、Z四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是S2-＞O2-＞Na+＞H+．
（5）由上述四种元素组成盐反应的离子方程式HSO3-+H+=SO2↑+H2O
（6）Z的低价氧化物通入Cl2单质的水溶液中，发生反应的化学方程式为SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl．

分析 W、X、Y、Z为短周期内（除稀有气体元素外）的四种元素，它们的原子序数依次增大Y的最外层电子数和W的最外层电子数相等，二者同主族，由于只有Y为金属元素，则Y只能处于IA族或ⅢA族，若Y为ⅢA族，结合原子序数可知W为B元素，Y为Al，令X、Z的原子序数均为a、b，则13+b=3（a+5），即b=3a+2，由于5＜a，则b＞17，Z不是短周期元素，不符合题意，故Y为IA族，结合原子序数可知W为H元素，Y为Na，令X、Z的原子序数均为a、b，则11+b=3（a+1），即b+8=3a，由原子序数、结合只有Y为金属，可得5≤a＜10，14≤b≤17，则14≤3a-8≤17，故$\frac{22}{3}$≤a≤$\frac{25}{3}$，则a=8，故b=16，则X为O元素、Z为S元素，由此分析解答．

解答 解：W、X、Y、Z为短周期内（除稀有气体元素外）的四种元素，它们的原子序数依次增大Y的最外层电子数和W的最外层电子数相等，二者同主族，由于只有Y为金属元素，则Y只能处于IA族或ⅢA族，若Y为ⅢA族，结合原子序数可知W为B元素，Y为Al，令X、Z的原子序数均为a、b，则13+b=3（a+5），即b=3a+2，由于5＜a，则b＞17，Z不是短周期元素，不符合题意，故Y为IA族，结合原子序数可知W为H元素，Y为Na，令X、Z的原子序数均为a、b，则11+b=3（a+1），即b+8=3a，由原子序数、结合只有Y为金属，可得5≤a＜10，14≤b≤17，则14≤3a-8≤17，故$\frac{22}{3}$≤a≤$\frac{25}{3}$，则a=8，故b=16，则X为O元素、Z为S元素，
（1）由此可知元素W为氢元素，Y 为钠元素，故答案为：氢；钠；
（2）硫元素为16号元素，在周期表中的位置为：第三周期，第ⅥA族，故答案为：三；ⅥA；
（3）氢元素分别与氧元素、硫元素能形成相应的氢化物是水和硫化氢，水分子间存在氢键，沸点异常的高，所以这两种化合物的沸点由高到低的顺序为H2O＞H2S，故答案为：H2O＞H2S；
（4）电子层越多半径越大，电子层数相同，核电荷数越多半径越小，所以H、O、Na、S四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是：S2-＞O2-＞Na+＞H+，
故答案为：S2-＞O2-＞Na+＞H+；
（5）由上述四种元素组成盐分别是亚硫酸氢钠和硫酸氢钠反应的离子方程式：HSO3-+H+=SO2↑+H2O，故答案为：HSO3-+H+=SO2↑+H2O；
（6）S的低价氧化物是二氧化硫通入Cl2单质的水溶液中，反应的方程式为：SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl，故答案为：SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，侧重考查学生的分析推理能力，熟练掌握短周期元素及元素化合物组成等．

练习册系列答案
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17．下列化学用语表示正确的是（　　）
A．中子数为35的氯原子：${\;}_{17}^{35}$ClB．氯化铵的电子式：
C．硫化氢的结构式：H-S-HD．二氧化硅的分子式：SiO2
18．请写出符合题意的粒子，（可以是原子也可以是分子、离子）：
（1）核外电子总数为2的粒子He，Li+，H2等；
（2）核外电子总数为10的粒子Ne，Na+，HF等；
（3）核外电子总数为18的粒子Ar，K+，HCl等．
13．硫代硫酸钠晶体（Na2S2O3•5H2O）俗名“大苏打”，又称“海波”．已知它易溶于水，难溶于乙醇，加热易分解．某实验室模拟工业硫化碱法制取硫代硫酸钠，其反应装置及所需试剂如图：

（1）装置A中发生反应的化学方程式是Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O．
（2）装置B中通入SO2反应生成Na2S2O3和CO2，其离子方程式为4SO2+2S2-+CO32-=CO2↑+3S2O32-，生成的硫代硫酸钠粗品可用乙醇洗涤．
（3）装置C的作用是检验装置B中SO2的吸收效率，C中试剂是品红、溴水或KMnO4溶液，表明SO2吸收效率低的实验现象是C中溶液褪色．为了使SO2尽可能吸收完全，在不改变B中溶液浓度、体积的条件下，除了及时搅拌反应物外，还可采取的合理措施是控制SO2的流速（或增大SO2的接触面积或适当升高温度）（写出一条）．
（4）本实验所用的Na2CO3中含少量NaOH，检验含有NaOH的实验方案为：取少量样品于试管（烧杯）中，加水溶解，加入过量的CaCl2溶液，振荡（搅拌），静置，用pH计测定上层清液的pH，若pH＞9.5，则含有NaOH（实验中供选用的试剂及仪器：CaCl2溶液、Ca（OH）2溶液、酚酞溶液、蒸馏水、pH计、烧杯、试管、滴管．提示：室温时CaCO3饱和溶液的pH=9.5）
20．如表列出了A-G 7种元素在周期表中的位置
周期\族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAO
2E
3ACDG
4BF
（1）这7种元素中化学性质最不活泼的是Al（填元素符号）
（2）D元素的最高价氧化物对应水化物与氢氧化钠反应的离子方程式是Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O
（3）A、B、C三种元素按原子半径由大到小的顺序排列为K＞Na＞Mg（填元素符号）
（4）E元素氢化物的结构式是H-O-H，该氢化物在常温下跟B发生反应的化学方程式是2K+2H2O=2KOH+H2↑．
（5）F元素跟A元素形成化合物的电子式是，高温灼烧该化合物时，火焰呈黄色．
（6）C．D的单质作电极，稀硫酸作电解质溶液，构成原电池．其负极的电极反应式为：Mg-2e-=Mg2+．
10．钛（Ti）因具有硬度大、熔点高、耐酸腐蚀等优点而被应用于航空、电子等领域，由钛铁矿（主要成分是FeTiO3，钛酸亚铁）提取金属钛并获得副产品FeSO4•7H2O的工艺流程如图1：

（1）钛铁矿和浓硫酸反应的产物之一是TiOSO4，常温下，该物质易溶于酸性溶液，在pH=0.5时开始转化为钛酸沉淀，则物质A是Fe（填化学式，下同），B是H2O
（2）已知FeSO4•7H2O的溶解度曲线如图2所示，则步骤Ⅲ采用的操作是降温、结晶、过滤．
（3）工业上可通过下列反应由TiO2制备金属Ti：
TiO2+2C+2Cl2   $\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$  TiCl4+2CO
TiCl4+2Mg $\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$Ti+2MgCl2
已知：常温下TiCl4是一种极易水解的无色液体，沸点为136.4℃．
①从下列供选用的装置如图3中选择合适的装置制备TiCl4，按气流方向连接起来：
A→E→B→F→D→C→G
②下列仪器中盛放的药品分别是：B浓H2SO4，GNaOH溶液．
③装置D中冷凝管的作用为冷凝产品得TiCl4液体，冷凝管中水流方向为a进b出
（4）一定条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3+，再以KSCN溶液作指示剂，用NH4Fe（SO4）2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+．称取TiO2样品0.60g，消耗0.20mol•L-1的NH4Fe（SO4）2溶液36.75mL，则样品中TiO2的质量分数是98%．
17．间硝基苯胺（Mr=128）是一种重要的染料中间体．它是一种黄色针状结晶，微溶于水，随温度升高溶解度增大，溶于乙醇、乙醚、甲醇．间硝基苯胺可选用间二硝基苯与碱金属多硫化物进行选择性还原（装置如右图所示），其反应式如下：

实验步骤：
①在锥形瓶中配制足量的多硫化钠溶液，备用．
②三颈烧瓶中加入4.74g间二硝基苯（Mr=158）与40mL水，滴液漏斗中加入多硫化钠溶液．
③加热三颈烧瓶至微沸并搅拌．慢慢滴加多硫化钠溶液，滴加完毕后继续搅拌回流30min．移去热源，用冷水浴冷却至室温，减压过滤，滤饼洗涤三次．
④在150mL某容器中配制稀盐酸（30mL水加7mL浓盐酸），将上述粗产物转移进该容器，加热并搅拌使间硝基苯胺溶解，趁热过滤．
⑤在搅拌下向滤液中滴加过量浓氨水到pH=8，滤液中逐渐析出黄色的间硝基苯胺．
⑥过滤，洗涤滤饼至中性，抽干，产物重结晶、干燥、称重，得2.56g．
回答下列问题：
（1）第④步中配制稀盐酸的容器名称为烧杯．
（2）第③步中滤饼洗涤三次，可选用的洗涤剂为A；
第⑥步产物要进行重结晶，可选用的试剂为B．
A．冷水　　　B．热水　　　C．乙醚　　　D．乙醇
（3）第④步中趁热过滤的目的是滤去杂质，防止目标产物遇冷析出，以免影响产量．
（4）在铁和盐酸作用制得初生态氢也可以将硝基还原为氨基，却未被采用，其可能原因为铁和盐酸作用还原性强，不具有选择性．
（5）第④步用盐酸溶解粗产品，而不用水的原因间硝基苯胺微溶于水，但可与盐酸作用可以形成盐溶于水中．
（6）该反应的产率为66.7%．
14．A、B、C、D、E代表5种元素．请填空：
（1）A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为N．
（2）B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为Cl，C的元素名称为钾．
（3）D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为Fe，其基态原子的价层电子排布式为3d64s2．
（4）E元素基态原子的M层全充满，N层有且只有一个未成对电子，E元素的原子的电子占有7种能量不同的原子轨道，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1．
（5）元素A和B形成的化合物中，每个原子都满足最外层为8电子稳定结构的物质是NCl3（写化学式），该物质中A原子的杂化方式为sp3．
15．浓硫酸和碳在加热的情况下反应的化学方程式为C+2H2SO4=CO2↑+2SO2↑+2H2O为了验证反应的各种生成物，用如图Ⅰ装置进行实验．

（1）图Ⅰ中A处是完成实验中的必要装置，它是下列图Ⅱ所示中的（填编号）③；

（2）C装置中应盛的试剂为足够酸性高锰酸钾溶液，其作用除去SO2；
（3）能够确定存在二氧化碳气体的实验现象C中酸性高锰酸钾溶液不褪色，同时D中澄清石灰水变混浊．

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