Question

15．X、Y、Z、J、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大，元素Z在地壳中含量最高，J元素的焰色反应呈黄色，Q的最外层电子数与其电子总数比为3：8，X能与J形成离子化合物，且J⁺的半径大于X^-的半径，Y₂是空气主要成分之一，请回答：
（1）Q元素在周期表中的位置第三周期ⅥA族；
（2）这五种元素原子半径从大到小的顺序为Na＞S＞N＞O＞H（填元素符号）
（3）元素的非金属性Z＞Q（填“＞”或“＜”），下列各项中，不能说明这一结论的事实有C（填序号）
A．Q的氢化物的水溶液放置在空气中会变浑浊  B．Z与Q之间形成的化合物中元素的化合价
C．Z和Q的单质的状态                       D．Z和Q在周期表中的位置
（4）Q的氢化物与它的低价氧化物反应的化学方程式为H₂S+H₂O₂=S↓+2H₂O
（5）X与Y可形成分子A，也可形成阳离子B，A、B在水溶液中酸、碱性恰好相反，写出A的电子式；实验室制备气体A的化学方程式2NH₄Cl+Ca（OH）₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑B的水溶液不呈中性的原因NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺（用离子方程式表示）

（6）若使A按下列途径完全转化为F：
①F的化学式为HNO₃；
②C→F过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2．

Answer 1

分析 X、Y、Z、J、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大，元素Z在地壳中含量最高，则Z为O元素；J元素的焰色反应呈黄色，则J为Na；Q的最外层电子数与其电子总数比为3：8，原子序数大于Na元素，故Q处于第三周期，则Q为S元素；X能与J形成离子化合物，且J⁺的半径大于X^-的半径，可推知X为H元素；Y₂是空气主要成分之一，则Y为N元素．
（1）主族元素周期数=电子层数、主族族序数=最外层电子数；
（2）同周期自左而右原子半径减小，电子层越多原子半径越大；
（3）同主族自上而下非金属性减弱，可利用气态氢化物的稳定性、单质之间的置换反应来、元素相互化合时化合价等说明，物质状态属于物理性质，不能比较非金属性强弱；
（4）硫化氢与过氧化氢反应生成S与水；
（5）X与Y可形成分子A，也可形成阳离子B，A、B在水溶液中酸、碱性恰好相反，A为NH₃，B为NH₄⁺，溶液中铵根离子水解，溶液呈酸性；
（6）A为NH₃，与D连续反应生成C，C与水反应得到E，则D为O₂，E为NO、C为NO₂、F为HNO₃．

解答 解：X、Y、Z、J、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大，元素Z在地壳中含量最高，则Z为O元素；J元素的焰色反应呈黄色，则J为Na；Q的最外层电子数与其电子总数比为3：8，原子序数大于Na元素，故Q处于第三周期，则Q为S元素；X能与J形成离子化合物，且J⁺的半径大于X^-的半径，可推知X为H元素；Y₂是空气主要成分之一，则Y为N元素．
（1）Q为S元素，原子核外有3个电子层、最外层电子数为6，处于周期表中第三周期ⅥA族，
故答案为：第三周期ⅥA族；
（2）同周期自左而右原子半径减小，电子层越多原子半径越大，故原子半径：Na＞S＞N＞O＞H，
故答案为：Na＞S＞N＞O＞H；
（3）O、S同主族自上而下非金属性减弱，故非金属性O＞S；
A．H₂S的水溶液放置在空气中会变浑浊，说明氧气能氧化硫化氢生成硫，则氧气的氧化性大于S，说明O元素非金属较强，故A正确；
B．S与O元素形成的化合物中S元素表现正化合价，O元素表现负化合价，氧原子对键合电子吸引力更大，故氧元素非极性较强，故B正确；
C．单质状态属于物理性质，不能比较非金属性强弱，故C错误；
D．同主族自上而下非金属性减弱，故非金属性O＞S，故D正确，
故答案为：＞；C；
（4）硫化氢与过氧化氢反应生成S与水，反应方程式为：H₂S+H₂O₂=S↓+2H₂O，
故答案为：H₂S+H₂O₂=S↓+2H₂O；
（5）X与Y可形成分子A，也可形成阳离子B，A、B在水溶液中酸、碱性恰好相反，A为NH₃，电子式为，实验室制备氨气反应方程式为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑，B为NH₄⁺，溶液中铵根离子水解：NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺，溶液呈酸性，
故答案为：；2NH₄Cl+Ca（OH）₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑；NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺；
（6）A为NH₃，与D连续反应生成C，C与水反应得到E，则D为O₂，E为NO、C为NO₂、F为HNO₃．
①F的化学式为HNO₃，故答案为：HNO₃；
②设氨气为1mol，完全转化为硝酸，根据电子转移守恒，需要氧气$\frac{1mol×[5-（-3）]}{4}$=2mol，故整个过程中氨气与消耗氧气物质的量之比为1：2，故答案为：1：2．

点评 本题考查结构性质位置关系应用、元素化合物推断，（6）中注意利用整个过程中电子转移守恒计算，避免过程法的繁琐，难度中等．