题目内容

1．已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42．X元素原子的2p轨道上有2个未成对电子，Y元素原子的4p轨道上有3个未成对电子．X跟Y可形成化合物Y2X3，Z元素可以形成正一价离子．请回答下列问题：
（1）X元素原子基态时的价电子排布式为2s22p4，X的元素符号是O；
（2）Y元素在元素周期表中的位置是第四周期第ⅤA族，Y的元素名称是砷，Y元素价层电子的电子排布图为；
（3）比较Y的氢化物与同族第二、第三周期元素所形成的氢化物沸点高低，并说明理由NH3＞AsH3＞PH3、NH3可形成分子间氢键，沸点最高，AsH3相对分子质量比PH3大，分子间作用力大，因而AsH3比PH3沸点高
（4）已知化合物Y2X3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为YZ3，产物还有ZnSO4和H2O，该反应的化学方程式是As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O．

分析 已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42；Y元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p3，处于第四周期第ⅤA族，故Y为As元素；X元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，X的2p轨道上有2个电子或4个电子，所以X为碳元素或氧元素，X跟Y可形成化合物Y2X3，故X为O元素；X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，则Z的质子数为：42-8-33=1，则Z为氢元素，氢原子可以形成正一价离子，符合题意，以此解答该题．

解答 解：已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42；Y元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p3，处于第四周期第ⅤA族，故Y为As元素；X元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，X的2p轨道上有2个电子或4个电子，所以X为碳元素或氧元素，X跟Y可形成化合物Y2X3，故X为氧元素；X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，则Z的质子数为：42-8-33=1，则Z为氢元素，氢原子可以形成正一价离子，
（1）X为O元素，其原子基态时的价电子排布式为2s22p4；
故答案为：2s22p4；O；
（2）Y的原子4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，元素名称为砷；处于第四周期第ⅤA族，；其价电子的轨道表示式为；
故答案为：第四周期第ⅤA族； 砷；；
（3）同主族元素为N、P、As，在同主族元素对应的氢化物中，对应的氢化物含有氢键，沸点较高；AsH3相对分子质量比PH3大，分子间作用力大，因而AsH3比PH3沸点高，则沸点大小为：NH3＞AsH3＞PH3；
故答案为：NH3＞AsH3＞PH3，NH3可形成分子间氢键，沸点最高，AsH3相对分子质量比PH3大，分子间作用力大，因而AsH3比PH3沸点高；
（4）X为O元素、Y为As元素，Z为H元素．化合物Y2X3为As2O3，YZ3为AsH3，As2O3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为AsH3，产物还有ZnSO4和H2O，反应中Zn元素化合价由0价升高为+2价，As元素化合价由+3价降低为-3价，参加反应的Zn与As2O3的物质的量之比为6×2：2=6：1，则反应方程式为：As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O，
故答案为：As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O．

点评 本题考查结构与位置关系、核外电子排布规律、元素周期律等，题目难度中等，正确利用电子排布规律推断元素X、Y是解答关键，注意（4）中氧化还原反应方程式的书写配平，侧重于考查学生的分析能力和应用能力．

练习册系列答案
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13．下列电子式书写正确的是（　　）
A．B．C．D．
14．下列离子方程式书写正确的是（　　）
A．铁粉加入稀硫酸中：2Fe+6H+═2Fe3++3H2↑
B．SO2通入溴水中：SO2+Br2+2H2O═SO42-+2Br-+4H+
C．Fe（OH）2溶于过量的稀HNO3：Fe（OH）2+2H+═2Fe2++2H2O
D．少量氯水滴入FeBr2溶液中：Cl2+2Br-═2C1-+Br2
11．下列变化中属于原电池反应的是（　　）
A．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层
B．红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层
C．Zn与稀H2SO4反应时，加入少量CuSO4可使反应加快
D．KMnO4与H2C2O4反应时，加入少量MnSO4可使反应加快
18．甲醛（HCHO）与葡萄糖相似具有还原性．为探究过量甲醛和新制Cu（OH）2反应的产物，进行如下研究．
（1）在下图装置中进行实验，向a中加入0.5mol•L-1CuSO4溶液50mL和5mol•L-1NaOH溶液100mL，振荡，再加入40%的甲醛溶液50mL，缓慢加热a 20分钟后冷却至室温．

①仪器b的名称是球形冷凝管；
②能说明甲醛具有还原性的实验现象是a中出现砖红色物质．
（2）上述实验有副反应发生，产生的气体为CO、H2中的一种或两种．为确认气体成分，将装置A和如下图所示装置连接后进行实验．

依次连接的合理顺序为A→B→E→F→D→C→G，装置B的作用是吸收甲醛蒸气，防止其干扰后续检验．有H2的实验现象是F中黑色固体变红色，D中固体变蓝色．
（3）已知：．设计实验证明a中甲醛中的碳元素未被氧化成+4价．写出实验操作、现象、结论取少量a中反应后的清液，滴入过量稀硫酸，未见气泡产生，说明甲醛中的碳元素未被氧化成+4价．
（4）反应后a中有红色固体产生，为研究其组成，进行如下实验（以下每步均充分反应）：

已知：Cu2O$\stackrel{易溶于浓氨水}{→}$[Cu（NH3）4]+（无色）$\stackrel{在空气中}{→}$[Cu（NH3）4]2+（蓝色）．
①锥形瓶ii中固体完全溶解得深蓝色溶液的离子方程式为2Cu+O2+8NH3•H2O=2[Cu（NH3）4]2++4OH-+6H2O；
②将容量瓶ii中的溶液稀释100倍后，溶液的颜色与容量瓶i相近．由此可知固体产物的组成及物质的量之比约为n（Cu2O）：n（Cu）=1：200．
6．下列物质中含有Cl-的是（　　）
A．液态氯化氢B．次氯酸钠溶液C．固体氯化钠D．四氯化碳
13．下列说法不正确的是（　　）
A．钠、硅、硫等元素在自然界中只存在化合态
B．纯铁的抗腐蚀性能比生铁好
C．浓硫酸和浓硝酸在常温下都能用金属铝制容器盛放
D．制备FeCl3不能采用将其溶液直接蒸干的方法
10．工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸．为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：
（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是铁钉表面形成致密的氧化物薄膜，阻止铁和硫酸铜反应．
（2）另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y．
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+，若要确认其中的Fe2+，应选用d（选填序号）．
a．KSCN溶液和氯水   b．H2O2   c．浓氨水     d．酸性KMnO4溶液
②乙同学取336mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4，然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体2.33g．由此推知气体Y中SO2的物质的量为0.01．分析上述实验中SO2物质的量的结果，丙同学认为气体Y中还可能含有H2和CO2气体．为此设计了下列探究实验装置（图中夹持仪器省略）．

（3）装置B中试剂的作用是检验SO2是否除尽．
（4）认为气体Y中还含有CO2的理由是C+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO2↑+CO2↑+2H2O（用化学方程式表示）．
（5）为确认CO2的存在，需在装置中添加M于c（选填序号）．
a．A之前      b．A-B间       c．B-C间       d．C-D间
（6）如果气体Y中含有H2，预计实验现象应是D中固体由黑变红，E中固体由白变蓝．
11．在元素周期表中，同周期的X、Y、Z三种元素，其高价氧化物对应的水化物的酸性强弱顺序是：HXO4＞H2YO4＞H3ZO4，则下列各判断中正确的是（　　）
A．原子半径：X＞Y＞ZB．简单阴离子半径：X-＞Y2-＞Z3-
C．气态氢化物稳定性：X＜Y＜ZD．电负性：X＞Y＞Z

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