Question

X、Y、Z、R、W为前四周期元素且原子序数依次增大．Y和R同主族；X、R原子中未成对电子数之比为3：2；Z与Y可以形成两种原子个数比分别为1：1和2：1固态化合物；W³⁺中有5个未成对电子．
请回答下列问题：
（1）写出Z和Y原子个数比为1：1的化合物的电子式

 

．
（2）W基态原子的核外电子排布式是

 

，在周期表中的位置是

 

．
（3）X、Y、R原子的第一电离能从小到大的关系为（用元素符号，下同）

 

，用化学方程式证明Y和R的这种关系

 

．
（4）W单质与足量的Y单质在点燃条件下充分发生反应，生成一种黑色固体．为了确定该固体的组成，先将固体溶于足量稀硫酸中，向所得溶液中分别滴入下列试剂即可，符合试剂是

 

．（代号填空）
A．氯水       B．NaOH溶液     C．KSCN溶液    D．KMnO₄溶液
但是，有人提出该方法不严密，因为该黑色固体可能为混合物．请你从定量的角度，用最简单的方法证明该固体的组成：

 

．
（5）W的一种含氧酸根W

O

2- 4

具有强氧化性，在其钠盐中加入稀硫酸，溶液变为黄色，并有无色气体产生，该反应的离子方程式是

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：X、Y、Z、R、W为前四周期元素且原子序数依次增大．Z与Y可以形成两种原子个数比分别为1：1和2：1固态化合物，则Z为钠元素，Y为氧元素；Y和R同主族，则R为硫元素；X、R原子中未成对电子数之比为3：2，则X为氮元素，W³⁺中有5个未成对电子，则W为铁元素，据此答题．

解答： 解：X、Y、Z、R、W为前四周期元素且原子序数依次增大．Z与Y可以形成两种原子个数比分别为1：1和2：1固态化合物，则Z为钠元素，Y为氧元素；Y和R同主族，则R为硫元素；X、R原子中未成对电子数之比为3：2，则X为氮元素，W³⁺中有5个未成对电子，则W为铁元素，
（1）Z和Y原子个数比为1：1的化合物为过氧化钠，它的电子式为，
故答案为：．
（2）W为铁元素，26号元素，它的基态原子的核外电子排布式是 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶3s²（或[Ar]3d⁶3s²），在周期表中的位置是第4周期第Ⅷ族，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶3s²（或[Ar]3d⁶3s²）；第4周期第Ⅷ族；
（3）元素的非金属性越强，第一电离越大，但在氮原子中由于氮原子的最外层p轨道电子处于半充满状态，是一种稳定结构，所以氮的第一电离能高于相邻的同周期元素，所以在N、O、S中，原子的第一电离能从小到大的关系为S＜O＜N，氧的第一电离能大于硫，可以通过氧气能氧化硫化氢生成硫得到证明，方程式为2H₂S+O₂=2H₂O+2S，
故答案为：S＜O＜N；2H₂S+O₂=2H₂O+2S；
（4）W单质与足量的Y单质在点燃条件下充分发生反应，生成一种黑色固体为四氧化三铁，为了确定该固体的组成，先将固体溶于足量稀硫酸中，因为所得溶液中有铁离子和亚铁离子，可以通过KSCN溶液呈血红色来检验铁离子的存在，通过KMnO₄溶液能褪色，证明亚铁离子的存在，故选CD，如果从定量的角度，要证明该固体的组成可以称量反应前W单质与黑色固体的质量，如果质量比为21：29则为Fe₃O₄；如果介于21：29和7：9之间，则为Fe₃O₄和FeO混合物，
故答案为：CD；称量反应前W单质与黑色固体的质量，如果质量比为21：29则为Fe₃O₄；如果介于21：29和7：9之间，则为Fe₃O₄和FeO混合物；
（5）含氧酸根FeO₄^2-具有强氧化性，在其钠盐溶液中加入稀硫酸，溶液变为黄色，有Fe³⁺生成，并有无色气体产生，结合电子转移守恒可知，只有氧元素被氧化，故该无色气体为O₂，反应离子方程式为：4FeO₄^2-+20 H⁺=4Fe³⁺+3O₂↑+10H₂O，
故答案为：4FeO₄^2-+20 H⁺=4Fe³⁺+3O₂↑+10H₂O．

点评：本题主要考查了电子式、原子核外电子排布、元素周期表和元素周期律、实验方案的设计等知识，有一定的综合性，中等难度，解题的关键是元素的推断，定量实验是本题的难点．