Question

16．前四周期元素X、Y、Z、W核电荷数依次增大，核电荷数之和为58；Y原子的M层p轨道有3个未成对电子；Z与Y同周期，且在该周期中电负性最大；W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4：1，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：2．
（1）X的元素符号为H，Z元素位于元素周期表第三周期第ⅦA族．
（2）Y与X形成共价化合物A，Z与X形成共价化合物B，A与B还原性较强的是PH₃（写分子式）
（3）Z的最高价氧化物的水化物的化学式为HClO₄；
（4）12.4g单质Y₄与0.3molO₂在一定条件下恰好完全反应生成0.1mol化合物C，一个C分子中所含有的σ键数目为12mol；
（5）含W元素的最高化合价的含氧酸根离子是MnO₄^-，该含氧酸根离子在分析化学中有重要作用，在酸性条件下该含氧酸根离子可将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，请写出该反应的离子方程式MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．

Answer 1

分析 前四周期元素X、Y、Z、W核电荷数依次增加，Y 原子的M层p轨道有3个未成对电子，则外围电子排布为3s²3p³，故Y为P元素；Z与Y同周期，且在该周期中电负性最大，则Z为Cl元素；W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4：1，最外层电子数为2，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：2，d轨道数目为5，外围电子排布为3d⁵4s²，故W为Mn元素，则X、Y、Z、W四种元素的核电荷数之和为58，则X核电荷数为58-15-17-25=1，故X为H元素，据此解答．

解答 解：前四周期元素X、Y、Z、W核电荷数依次增加，Y 原子的M层p轨道有3个未成对电子，则外围电子排布为3s²3p³，故Y为P元素；Z与Y同周期，且在该周期中电负性最大，则Z为Cl元素；W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4：1，最外层电子数为2，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：2，d轨道数目为5，外围电子排布为3d⁵4s²，故W为Mn元素，则X、Y、Z、W四种元素的核电荷数之和为58，则X核电荷数为58-15-17-25=1，故X为H元素，
（1）由上述分析可知，X的元素符号为：H，Z为Cl元素，在元素周期表中的位置：第三周期第ⅦA族，
故答案为：H；三；ⅦA；
（2）Y与X形成共价化合物A为PH₃，Z与X形成共价化合物B为HCl，由于非金属性P＜Cl，故氢化物还原性较强的是：PH₃，
故答案为：PH₃；
（3）由于由于非金属性P＜Cl，所以磷酸的酸性小于高氯酸，
故答案为：HClO₄；
（4）12.4g单质P₄的物质的量为0.1mol，0.3molO₂在一定条件下恰好完全反应生成0.1mol化合物P₄O₆，在P₄O₆分子中，每个分子中有12个P-O键，含有的σ键数目为012mol，
故答案为：12mol；
（5）含W（Mn）元素的最高化合价的含氧酸根离子是MnO₄^-，MnO₄^-离子与FeSO₄溶液反应的离子方程式：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，故答案为：MnO₄^-；MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．

点评 本题主要考查了元素周期表、元素周期律、分子结构、氧化还原反应、离子的检验等知识，中等难度，解题的关键是元素推断，答题时注意审题，第（4）问，P₄O₆的结构为易错点．