Question

18．运用元素周期律研究元素及其化合物的性质具有重要的意义
I．部分短周期主族元素的最高价氧化物对应的水化物（浓度均为0.01mol/L^-1）溶液的pH和原子序数的关系如图所示．

（1）元素R在周期表中的位置是第三周期第ⅦA族，元素Z的原子结构示意图是．
（2）元素Y和W形成的Y₂W₂型化合物中含有化学键的类型为离子键、非极性共价键．
Ⅱ．短周期元素C、O、S能形成多种化合物，如CO₂、CS₂、COS等
（1）下列能说明碳、硫两种元素非金属性相对强弱的是AC（填序号）
A．S与H₂发生化合反应比C与H₂化合更容易
B．酸性：H₂SO₃＞H₂CO₃
C．CS₂中碳元素为+4价，硫元素为-2价
（2）羰基硫（COS）其分子结构和CO₂相似．用电子式表示羰基硫（COS）的形成过程．
（3）铅（Pb）、锡（Sn）、锗（Ge）与元素碳（C）同主族．则：
①锗的原子序数为32
②它们最高价氧化物对应水化物的碱性由强到弱顺序为Pb（OH）₄＞Sn（OH）₄＞Ge（OH）₄（填化学式）．
Ⅲ．若1.52g铜镁合金完全溶解于X元素的最高价氧化物的水化物的浓溶液中，向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液，当金属阳离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀，那么，该铜镁合金中铜与镁的物质的量之比是2：1．

Answer 1

分析 I．由部分短周期主族元素的最高价氧化物对应的水化物（浓度均为0.01mol/L^-1）溶液的pH和原子序数关系可知，NaOH溶液的pH为12，Y为Na，硝酸的pH=2，X为N元素，Z对应pH＞2，为磷酸，则Z为P，W对应pH＜2，为硫酸，所以W为S；R对应pH=2，且原子序数最大，所以R是Cl．
II．（1）A．非金属性越强，越易与氢气化合；
B．最高价含氧酸的酸性可说明碳与硫两元素非金属性相对强弱；
C．非金属性强的显负价；
（2）COS分子结构与二氧化碳分子结构相似，所有原子的最外层都满足8电子结构，则C与O、C与S均形成两对共有电子对；
（3）①Ge在Si的下方，第四周期有18种元素；
②同主族从上到下金属性增强，金属性越强，对应最高价氧化物对应水化物的碱性越强；
Ⅲ．金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁，故沉淀中氢氧根离子的质量为2.54g-1.52g=1.02g，氢氧根离子的物质的量为$\frac{1.02g}{17g/mol}$=0.06mol，根据电荷守恒可知，金属提供的电子物质的量等于氢氧根离子的物质的量，结合电子守恒及质量计算．

解答 解：I．由部分短周期主族元素的最高价氧化物对应的水化物（浓度均为0.01mol/L^-1）溶液的pH和原子序数关系可知，NaOH溶液的pH为12，Y为Na，硝酸的pH=2，X为N元素，Z对应pH＞2，为磷酸，则Z为P，W对应pH＜2，为硫酸，所以W为S；R对应pH=2，且原子序数最大，所以R是Cl．
（1）元素R在周期表中的位置是第三周期第ⅦA族，元素Z的原子结构示意图是，故答案为：第三周期第ⅦA族；；
（2）元素Y和W形成的Y₂W₂型化合物是Na₂S₂中含有化学键的类型为离子键、非极性共价键，故答案为：离子键、非极性共价键；
II．（1）A．S与H₂发生化合反应比C与H₂化合更容易，则能说明碳与硫两元素非金属性相对强弱关系为：S＞C，故A正确；
B．酸性：H₂SO₃＞H₂CO₃，亚硫酸不是最高价含氧酸，不能说明碳与硫两元素非金属性相对强弱，故B错误；
C．CS₂中碳元素为+4价，硫元素为-2价，能说明碳与硫两元素非金属性相对强弱关系为：S＞C，故C正确；
故答案为：AC；
（2）COS分子结构与二氧化碳分子结构相似，所有原子的最外层都满足8电子结构，则C与O、C与S均形成两对共有电子对，用电子式表示羰基硫分子的形成过程为，故答案为：；
（3）①Ge在Si的下方，第四周期有18种元素，Ge的原子序数为14+18=32，故答案为：32；
②同主族从上到下金属性增强，金属性越强，对应最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则最高价氧化物对应水化物的碱性由强到弱顺序为Pb（OH）₄＞Sn（OH）₄＞Ge（OH）₄，
故答案为：Pb（OH）₄＞Sn（OH）₄＞Ge（OH）₄；
Ⅲ．金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁，故沉淀中氢氧根离子的质量为2.54g-1.52g=1.02g，氢氧根离子的物质的量为$\frac{1.02g}{17g/mol}$=0.06mol，根据电荷守恒可知，金属提供的电子物质的量等于氢氧根离子的物质的量，设铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol，则$\left\{\begin{array}{l}{2x+2y=0.06}\\{64x+24y=1.52}\end{array}\right.$，解得：x=0.02mol、y=0.01mol，铜镁合金中铜与镁的物质的量之比是2：1，
故答案为：2：1．

点评 本题考查原子结构与元素周期律，为高频考点，把握酸碱溶液的pH、原子序数来推断元素为解答本题关键，侧重分析与应用能力的考查，注意规律性知识的应用，综合性较强，题目难度不大．