Question

3．I．有X、Y、Z、R四种短周期元素，Y、Z、R同周期．相关信息如下：

	相关信息
X	单质为双原子分子．若低温蒸发液态空气，因其沸点较低可先获得X的单质
Y	含Y元素的物质焰色反应为黄色
Z	同周期元素中原子半径最小
R	R元素原子的最外层电子数是K层电子数的3倍

（1）Z元素在周期表的位置是第三周期第VIIA族，Y、Z、R简单离子的半径从大到小的顺序是S^2-＞Cl^-＞Na⁺（用离子符号表示）；
（2）由X、Z两种元素组成的化合物甲，常温下为易挥发的淡黄色液体，甲分子构型为三角锥形，且分子里X、Z两种原子最外层均达到8个电子的稳定结构．甲遇水蒸气可形成一种常见的漂白性物质．则甲的结构式为  ；
（3）化合物乙（Y₂R）溶液在空气中长期放置，与氧气反应会生成与过氧化钠的结构和化学性质相似的物质Y₂R₂，其溶液显黄色．则Y₂R₂的电子式为，写出乙溶液在空气中变质过程的化学方程式4Na₂S+O₂+2H₂O═4NaOH+2Na₂S₂ ．
II．元素X与氢可形成多种化合物，如丙、丁、戊．
（1）丙与醋酸类似，为一元弱酸，对热十分稳定但受撞击就爆炸．8.6g丙爆炸分解生成H₂和6.72L（标况下）X₂．写出其爆炸的化学方程式2HN₃=3N₂+H₂ ；
（2）丁为离子化合物，遇水反应生成H₂和气体戊，标况下戊的密度为0.76g•L^-1，则物质丁的化学式为NH₄H；
（3）戊在高温条件下能还原Fe₂O₃，生成两种单质，写出该反应的化学方程式2NH₃+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$N₂+2Fe+3H₂O，有人提出生成的产物中可能还有FeO，请设计实验方案验证（用化学方法）取固体生成物ag与足量盐酸反应，测定生成气体标况的体积为VL，若V＜$\frac{a}{56}×22.4$，则含FeO，反之则无；或者取一定质量固体生成物与足量H₂（或CO）共热充分反应，若质量减少则含FeO，反之则无．

Answer 1

分析 Ⅰ、有X、Y、Z、R四种短周期元素，Y、Z、R同周期，
X单质为双原子分子，若低温蒸发液态空气，因其沸点较低可先获得X的单质氮气，则X为N元素；
含有Y元素的物质焰色反应为黄色，则Y为Na元素；
Z是其同周期元素中原子半径最小的，且与Y同一周期，则Z为Cl元素；
R元素原子的最外层电子数是K层电子数的3倍，且与Y、Z同一周期，则R为S元素；
（1）Z为Cl元素，主族元素原子核外电子层数与其周期数相同，最外层电子数与其族序数相同，据此判断Z元素在周期表的位置，Y、Z、R元素分别是Na、Cl、S，电子层结构相同的离子半径随着原子序数增大而减小，离子中电子层数越多其离子半径越大；
（2）由N、Cl两种元素组成的化合物甲，常温下为易挥发的淡黄色液体，甲分子构型为三角锥形，且分子里X、Z两种原子最外层均达到8个电子的稳定结构，则甲为NCl₃，甲遇水蒸气可形成一种常见的漂白性物质，为HClO；
（3）化合物乙（Na₂S）溶液在空气中长期放置，与氧气反应会生成与过氧化钠的结构和化学性质相似的物质Na₂S₂，其溶液显黄色，根据过氧化钠电子式书写Y₂R₂的电子式，根据反应物和生成物书写方程式；
Ⅱ、元素N与氢可形成多种化合物，如丙、丁、戊．
X为N元素，元素X与氢可形成多种化合物，如丙、丁、戊，丙与醋酸类似，为一元弱酸，设丙的分子式为HN_m，HN_m分解的方程式为2HN_m=H₂+mN₂，8.6gHN_m爆炸分解生成H₂和6.72L（标况下）N₂，氮气为$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，则2：m=$\frac{8.6}{1+14m}$：0.3，解得m=3，所以丙为HN₃，丁为离子化合物，遇水反应生成H₂和气体戊，标况下戊的密度为0.76g•L^-1，则戊的相对分子质量为0.76×22.4=17，所以戊为氨气，则丁为NH₄H．

解答 解：Ⅰ、有X、Y、Z、R四种短周期元素，Y、Z、R同周期，
X单质为双原子分子，若低温蒸发液态空气，因其沸点较低可先获得X的单质氮气，则X为N元素；
含有Y元素的物质焰色反应为黄色，则Y为Na元素；
Z是其同周期元素中原子半径最小的，且与Y同一周期，则Z为Cl元素；
R元素原子的最外层电子数是K层电子数的3倍，且与Y、Z同一周期，则R为S元素；
（1）Z为Cl元素，主族元素原子核外电子层数与其周期数相同，最外层电子数与其族序数相同，Z元素原子核外有3个电子层、最外层有7个电子，所以位于第三周期第VIIA族，Y、Z、R元素分别是Na、Cl、S，电子层结构相同的离子半径随着原子序数增大而减小，离子中电子层数越多其离子半径越大，所以离子半径大小顺序是S^2-＞Cl^-＞Na⁺，故答案为：第三周期第VIIA族；S^2-＞Cl^-＞Na⁺；
（2）由N、Cl两种元素组成的化合物甲，常温下为易挥发的淡黄色液体，甲分子构型为三角锥形，且分子里X、Z两种原子最外层均达到8个电子的稳定结构，则甲为NCl₃，甲遇水蒸气可形成一种常见的漂白性物质，为HClO，则甲结构式为，故答案为：；
（3）化合物乙（Na₂S）溶液在空气中长期放置，与氧气反应会生成与过氧化钠的结构和化学性质相似的物质Na₂S₂，其溶液显黄色，根据过氧化钠电子式书写Y₂R₂的电子式为，根据反应物和生成物书写方程式为4Na₂S+O₂+2H₂O═4NaOH+2Na₂S₂，
故答案为：；4Na₂S+O₂+2H₂O═4NaOH+2Na₂S₂；
Ⅱ、元素N与氢可形成多种化合物，如丙、丁、戊．
X为N元素，元素X与氢可形成多种化合物，如丙、丁、戊，丙与醋酸类似，为一元弱酸，设丙的分子式为HN_m，HN_m分解的方程式为2HN_m=H₂+mN₂，8.6gHN_m爆炸分解生成H₂和6.72L（标况下）N₂，氮气为$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，则2：m=$\frac{8.6}{1+14m}$：0.3，解得m=3，所以丙为HN₃，丁为离子化合物，遇水反应生成H₂和气体戊，标况下戊的密度为0.76g•L^-1，则戊的相对分子质量为0.76×22.4=17，所以戊为氨气，则丁为NH₄H，
（4）丙为HN₃，反应方程式为：2HN₃=3N₂+H₂ ，
故答案为：2HN₃=3N₂+H₂ ；
（5）丁为离子化合物，遇水反应生成H₂和气体戊，标况下戊的密度为0.76g•L^-1，则戊的相对分子质量为0.76×22.4=17，所以戊为氨气，则丁为NH₄H，
故答案为：NH₄H；
（6）氨气在高温条件下能还原Fe₂O₃，生成氮气和铁，反应方程式为2NH₃+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$N₂+2Fe+3H₂O；有人提出生成的产物中可能还有FeO，其检验方法为取固体生成物a g与足量盐酸反应，测定生成气体标况的体积为V L，若V＜$\frac{a}{56}×22.4$，则含FeO，反之则无；或者取一定质量固体生成物与足量H₂（或CO）共热充分反应，若质量减少则含FeO，反之则无，
故答案为：2NH₃+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$N₂+2Fe+3H₂O；取固体生成物a g与足量盐酸反应，测定生成气体标况的体积为V L，若V＜$\frac{a}{56}×22.4$，则含FeO，反之则无；或者取一定质量固体生成物与足量H₂（或CO）共热充分反应，若质量减少则含FeO，反之则无．

点评 本题考查元素化合物推断，推断元素是解题关键，侧重考查学生知识迁移应用与分析推理能力，习题中所涉及物质在中学中没有，需要学生通过题给信息进行分析推断，题目难度中等．