Question

16．中国地质学家发现了一种新矿物，这种新矿物由X、Y、Z、W、R、T六种主族元素组成，其中X、Y、Z是金属元素，W、R、T是非金属元素．新矿物的化学式可表示为X₃Y₂（ZWR₄）₃T₂；已知X和Z同主族，Y、Z、R、T同周期，T是非金属性最强的元素；Z原子的最外层电子数与次外层电子数相等，另外与R同主族的另一短周期表元素是Q，Q元素的最高氧化物对应水化物甲在工业上用途广泛，用途如图，X与R的原子序数之和是W的2倍．

请回答下列问题
（1）W在元素周期表中的位置是第三周期IVA族．
（2）Y、Z、R、T四种同周期元素中原子半径最大的是Li（用元素符号表示，后同）
（3）写出这种新矿物的化学式：Ca₃Li₂（BeSiO₄）₃F₂．
（4）写出由甲与XT₂反应制T的氢化物的化学方程式CaF₂+H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaSO₄+2HF．
（5）在长途运输活鱼时，常在水中加入一定量的XR₂，加入XR₂的目的是杀菌消毒和提供氧气
（6）由短周期元素组成的某些粒子，如SO₂、O₃、NO可互称为等电子体，则与Z同周期元素组成的粒子中，能与N₃^-、CS₂互称为等电子体的粒子是一氧化二氮、二氟化铍和二氧化碳（填符合要求粒子的名称）．

Answer 1

分析 T为非金属性最强的元素，则T为F元素；Y、Z、R、T为同周期元素，即处于第二周期，Z原子的最外层电子数与次外层电子数相等，则Z为Be元素；Y为金属元素，则Y为Li；R原子的最外层电子数为次外层电子数的3倍，R为O元素；X、Z为同主族元素，则X为Mg元素或Ca元素，若X为Mg元素，则由X与R原子序数之和是W的2倍，W原子序数为$\frac{12+8}{2}$=10，为氖元素，不符合题意，若X为Ca元素，W原子序数为$\frac{20+8}{2}$=14，符合题意，即X为Ca元素、W为Si，根据分析Q为S，据此分析回答各个小题．

解答 解：T为非金属性最强的元素，则T为F元素；Y、Z、R、T为同周期元素，即处于第二周期，Z原子的最外层电子数与次外层电子数相等，则Z为Be元素；Y为金属元素，则Y为Li；R原子的最外层电子数为次外层电子数的3倍，R为O元素；X、Z为同主族元素，则X为Mg元素或Ca元素，若X为Mg元素，则由X与R原子序数之和是W的2倍，W原子序数为$\frac{12+8}{2}$=10，为氖元素，不符合题意，若X为Ca元素，W原子序数为$\frac{20+8}{2}$=14，符合题意，即X为Ca元素、W为Si，根据分析Q为S，
（1）W为硅，位于周期表第三周期IVA族，故答案为：第三周期IVA族；
（2）电子层数越多半径越大，相同电子层数，原子序数越小半径越大，Y、Z、R、T分被为Li、Be、O、F，故半径最大的为Li，故答案为：Li；
（3）根据上述分析，该矿物的化学式为Ca₃Li₂（BeSiO₄）₃F₂，故答案为：Ca₃Li₂（BeSiO₄）₃F₂；
（4）甲为硫酸，与XT₂（CaF₂）反应制HF的化学方程式为CaF₂+H₂SO₄（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CaSO₄+2HF，故答案为：CaF₂+H₂SO₄（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CaSO₄+2HF；（5）在长途运输活鱼时，常在水中加入一定量的CaO₂，与水和二氧化碳反应产生氧气，其目的是作为杀菌消毒和供氧剂，故答案为：提供氧气；
（6）等电子体为原子数相等，价电子总数也相等的微粒，则与Be同周期元素组成的微粒中，能与N₃^-、CS₂互称为等电子体的微粒是二氧化碳，故答案为：二氧化碳．

点评 本题考查位置结构性质关系及应用，关键是根据物质组成推断元素，由于考查的知识点较多，需要学生具备扎实的基础，注意等电子体概念的理解，题目难度中等．