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16.四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X的简单离子具有相同电子层结构,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W与Y同族,Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性.下列说法正确的是(  )
A.W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性
B.简单离子半径:W<X<Z
C.气态氢化物的热稳定性:W<Y
D.最高价氧化物的水化物的酸性:Y>Z

分析 四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,则X为Na.由原子序数可知,Y、Z处于第三周期,而Z与X(钠)形成的离子化合物的水溶液呈中性,则Z为Cl.W、X的简单离子具有相同电子层结构,且W与Y同族,W在第二周期且是非金属元素,W可能是氮(或)氧,则对应的Y为磷(或硫).

解答 解:四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,则X为Na.由原子序数可知,Y、Z处于第三周期,而Z与X(钠)形成的离子化合物的水溶液呈中性,则Z为Cl.W、X的简单离子具有相同电子层结构,且W与Y同族,W在第二周期且是非金属元素,W可能是氮(或)氧,则对应的Y为磷(或硫).
A.W可能是氮或氧,与钠形成的化合物可能是氮化钠,氧化钠,过氧化钠,它们与水反应都能生成氢氧化钠使溶液呈碱性,故A正确;
B.X离子(Na+)、W离子的电子层为2层,Z离子(Cl-)电子层为3层,电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,离子电子层越多离子半径越大,故简单离子半径大小顺序是:X<W<Z,故B错误;
C.W与Y处于同于主族,从上到下非金属性逐渐减弱,气态氢化物的热稳定性:W>Y,故C错误;
D.Y与Z处于同同期,从左到右非金属性逐渐增强,最高价氧化物的水化物的酸性:Z>Y,故D错误.
故选:A.

点评 本题考查结构性质位置关系应用,侧重对元素周期律的考查,正确推断各元素为解答关键,注意元素的不确定性,试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力.

练习册系列答案
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7.斯坦福大学B.M.Trost教授提出了绿色化学的核心概念--原子经济性.我们常用原子利用率来衡量化学反应过程的原子经济性,其计算公式为:
原子利用率=$\frac{目标生成物的量}{参加该反应所有反应物的总质量}$×100%
下面是新型自来水消毒剂ClO2的四种生产方法.
(1)氯酸钠和盐酸法:本方法的化学方程式为2NaClO3+4HCl→2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O
现有浓度为32%的盐酸(ρ=1.1593g/cm3),求该盐酸的物质的量浓度10.16mol/L,若要制取1mol ClO2,至少需要该浓度的盐酸196.85mL.(保留两位小数,下同)
(2)电解亚氯酸钠法:本方法是用惰性电极电解亚氯酸钠溶液,原子利用率为62.2%,其阳极电极反应式为:ClO2--e→ClO2↑,阴极电极反应式为:2H2O+2e→H2↑+2OH-
①求该反应的化学方程式:2NaClO2+2H2$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2ClO2↑+2NaOH+H2↑;
②在标准状况下,用该方法电解500mL亚氯酸钠溶液,反应一段时间后,测得溶液的pH为13(体积变化忽略不计),求得到的ClO2的体积?(写出计算过程)氢氧根离子的物质的量为:0.1mol/L×0.5L=0.05mol,即氢氧化钠和物质的量为:0.05mol,而n(ClO2)=n(NaOH),所以体积为:0.05mol×22.4L/mol=1.12L
(3)亚氯酸钠和氯气法:本方法的化学方程式为2NaClO2+Cl2→2NaCl+2ClO2,求该反应的原子利用率.(写出计算过程)m(ClO2)=2mol×67.5g/mol=135g,m(NaClO2)=2mol×90.5g/mol=181g,m(Cl2)=1mol×71g/mol=
71g,原子利用率=$\frac{135g}{181g+71g}$×100%=53.57%
(4)联合工艺法:此方法的反应原理由三步组成:
①电解氯化钠NaCl+3H2O$\stackrel{电解}{→}$NaClO3+3H2
②氢气和氯气合成氯化氢
③生成二氧化氯2NaClO3+4HCl→2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O
此方法的原子利用率最大为94.4%.

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