Question

9．X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素，部分信息如下表所示：

	X	Y	Z	M	R	Q
原子半径/nm			0.186	0.074	0.099	0.143
主要化合价		-4，+4		-2	-1，+7	+3
其它	常温下该单质为黄色固体	无机非金属材料的主角	焰色反应呈黄色			其氧化物可做耐火材料

（1）Q在元素周期表中的位置是第三周期第ⅢA族．基态Q原子的价电子排布图为．
（2）X的氢化物的VSEPR模型为四面体．属于极性 （填“极性”或“非极性”）分子．
（3）根据表中数据推测，Y的原子半径的最小范围是大于0.099nm小于0.143nm．
（4）甲、乙是上述部分元素的最高价氧化物对应的水化物，且甲+乙→丙十水．若丙的水溶液呈碱性，则丙的化学式是NaAlO₂．
（5）M的氢化物是常见溶剂，白色硫酸铜粉末溶解于其中能形成蓝色溶液，请解释原因：铜离子结合水分子变成水合铜离子．
（6）Z晶体的原子堆积模型为体心立方堆积，设Z原子半径为r cm，则Z晶体的密度为$\frac{2×23}{{N}_{A}（\frac{4r}{\sqrt{3}}）^{3}}$g/cm³（写出表达式，假设阿伏加德罗常数为N_A）．

Answer 1

分析 X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素，由信息可知，常温下X单质为黄色固体，X为S，无机非金属材料的主角可知Y为Si，由焰色反应呈黄色可知Z为Na，M只有-2价，则M为O元素，R的最高价为+7价，则R为Cl，Q的化合价为+3价，且氧化物可做耐火材料，则Q为Al，以此来解答．

解答 解：X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素，由信息可知，常温下X单质为黄色固体，X为S，无机非金属材料的主角可知Y为Si，由焰色反应呈黄色可知Z为Na，M只有-2价，则M为O元素，R的最高价为+7价，则R为Cl，Q的化合价为+3价，且氧化物可做耐火材料，则Q为Al，
（1）Al位于第三周期第ⅢA族，价电子排布图为，故答案为：第三周期第ⅢA族；；
（2）X的氢化物为H₂S，S形成2个S-H，且存在2对孤对电子，则VSEPR模型为四面体，结构不对称，为极性分子，故答案为：四面体；极性；
（3）Si位于第三周期，原子半价介于Al、Cl之间，则大于0.099nm小于0.143nm，故答案为：大于0.099nm小于0.143nm；
（4）甲+乙→丙十水．若丙的水溶液呈碱性，则为NaOH与氢氧化铝的反应生成丙为NaAlO₂（或NaOH与硅酸反应生成的Na₂SiO₃），故答案为：NaAlO₂；
（5）M的氢化物是常见溶剂，白色硫酸铜粉末溶解于其中能形成蓝色溶液，是因铜离子结合水分子变成水合铜离子，故答案为：铜离子结合水分子变成水合铜离子；

（6）由原子堆积模型为体心立方堆积可知，设Z原子半径为r cm，设棱长为x，则x²+（$\sqrt{2}$x）²=（4r）²，解得x=$\frac{4r}{\sqrt{3}}$，在晶胞中含有钠原子数为1+8×$\frac{1}{8}$=2，则Z晶体的密度为$\frac{2×23}{{N}_{A}（\frac{4r}{\sqrt{3}}）^{3}}$g/cm³，故答案为：$\frac{2×23}{{N}_{A}（\frac{4r}{\sqrt{3}}）^{3}}$．

点评 本题考查位置、结构与性质及晶胞计算，为高频考点，把握元素及化合物的性质推断元素为解答的关键，侧重分析与推断能力的考查，（6）中计算为解答的难点，题目难度中等．