Question

3．A、X、Y、Z和W是原子序数依次增大的五种短周期元素．A和X可组成两种常温下为液态的化合物A₂X、A₂X₂，X和Y也可组成两种常温下为固态的化合物Y₂X、Y₂X₂，且Y₂X、Y₂X₂的焰色反应均为黄色．在元素周期表中，A与Y同主族，X与Z同主族，Z与W相邻．
（1）A₂X₂的结构式H-O-O-H，Y₂X₂的电子式．
（2）X、Z两种元素的氢化物中熔沸点较高的是H₂O（填化学式，下同）；工业上将Z的低价氧化物转化为高价氧化物的化学方程式为2SO₂+O₂$?_{△}^{催化剂}$2SO₃
（3）实验室制备W单质的化学反应方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；在上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量比为1：2．

Answer 1

分析 A、X、Y、Z和W是原子序数依次增大的五种短周期元素，A和X可组成两种常温下为液态的化合物A₂X、A₂X₂，应是H₂O、H₂O₂，则A为H、X为O；
X和Y也可组成两种常温下为固体的化合物Y₂X、Y₂X₂，且Y₂X、Y₂X₂的焰色反应均为黄色，含有Na元素，则Y为Na；
在元素周期表中，X与Z相邻，Z与W相邻，结合原子序数可知，Z、W处于第三周期，由位置关系可推知X、Z应同主族，故Z为S、W为Cl，以此来解答．

解答 解：由上述分析可知，A为H，X为O，Y为Na，Z为S，W为Cl，
（1）A₂X₂为H₂O₂，分子中O原子之间形成1对共用电子对，O原子与H原子之间形成1对共用电子对，故其结构式为H-O-O-H，Y₂X₂为Na₂O₂，由钠离子与过氧根离子构成，过氧根离子中氧原子之间形成1对共用电子对，且氧原子满足8电子结构，其电子式为，
故答案为：H-O-O-H；；
（2）X、Z两种元素的氢化物分别为H₂O、H₂S，H₂S分子之间存在范德华力，H₂O分子之间存在氢键，氢键比范德华力作用更强，故H₂O的熔沸点较高；
Z为S元素，Z的低价氧化物为二氧化硫，其高价氧化物为三氧化硫，反应的化学方程式为2SO₂+O₂$?_{△}^{催化剂}$2SO₃，
故答案为：H₂O；2SO₂+O₂$?_{△}^{催化剂}$2SO₃；
（3）W为Cl元素，实验室通常用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下制备氯气，反应化学反应方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
HCl中有$\frac{1}{2}$作还原剂，二氧化锰作氧化剂，由反应及原子守恒可知该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是1：2，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；1：2．

点评 本题考查原子结构与元素周期律，为高频考点，把握元素化合物知识、元素的位置来推断元素为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意化学用语的使用，题目难度不大．