Question

16．原子序数由小到大排列的四种短周期元素 X、Y、Z、W 的原子序数之和为 32，在元素周期表中 X 是原子半径最小的元素，Y、Z 左右相邻，Z、W 位于同主族，且 Z 为地壳中含量最多的元素．M 元素与 X 同主族，与 W 同周期．
（1）M 元素在周期表中位置为第三周期ⅠA族．
（2）Z、W 形成的气态氢化物的稳定性为H₂O＞H₂S．（填化学式）
（3）气态 Y₂X₄是一种常见燃料，可与 YZ₂反应，每转移 1mol 电子且生成气态 X₂Z 放 出 142KJ 热量，写出有关热化学方程式2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1136kJ•mol^-1．
（4）由 X、Y、Z、W 四种元素中的三种组成的一种强酸，该强酸的稀溶液能与铜反 应，离子方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+4H₂O+2NO↑．
（5）由 X、Y、Z、W 四种元素组成的一种离子化合物 A，已知
①1mol A 能与足量 NaOH 浓溶液反应生成标准状况下 44.8L 气体．
②A 能与盐酸反应产生气体 B，该气体能与氯水反应．则 A 是（NH₄）₂SO₃（填化学式）．写 出该气体 B 与氯水反应的离子方程式SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-．
（6）由 X、Y、Z、W 和 Fe 五种元素组成的相对分子质量为 392 的化合物 C，1mol C中含有 6mol 结晶水．对化合物 C 进行如下实验：
a．取 C 的溶液加入过量浓 NaOH 溶液并加热，产生白色沉 淀和无色刺激性气味气 体．过一段时间白色沉淀变为灰绿色，最终变为红褐色；
b．另取 C 的溶液，加入过量 BaCl₂溶液产生白色沉淀，加盐酸沉淀不溶解．
①C 水溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为：c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（Fe²⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
②试写出 C 与 M₂Z₂ 按物质的量之比为 1：2 在溶液中反应的化学方程式4（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O+8Na₂O₂=4Fe（OH）₃↓+8NH₃↑+3O₂↑+8Na₂SO₄+22H₂O．

Answer 1

分析 原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W，在周期表中X是原子半径最小的元素，则X为H元素；Z 为地壳中含量最多的元素，则Z为O元素；Z、W 位于同主族，则W为S元素；Y、Z 左右相邻，Y的原子序数小于O，则Y为N元素；M 元素与X 同主族，M的原子序数大于O，则M为Na元素；
（6）由H、N、O、S和Fe五种元素组成的相对分子质量为392的化合物C，1mol C中含有6mol结晶水，向C的溶液中加入过量浓NaOH溶液并加热，产生白色沉淀和无色有刺激性气味的气体，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，说明C中含有Fe²⁺和NH₄⁺，另取少量C的溶液，向其中加入过量BaCl₂溶液时产生白色沉淀，再加入稀盐酸沉淀不溶解，说明C中含有SO₄^2-，设C的化学式为x（NH₄）₂SO₄•yFeSO₄•6H₂O，则：（96+36）x+（96+56）y+108=392，则x=y=1，故C化学式为（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O，据此进行解答．

解答 解：原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W，在周期表中X是原子半径最小的元素，则X为H元素；Z 为地壳中含量最多的元素，则Z为O元素；Z、W 位于同主族，则W为S元素；Y、Z 左右相邻，Y的原子序数小于O，则Y为N元素；M 元素与X 同主族，M的原子序数大于O，则M为Na元素，
（1）由上述分析可知，M为Na元素，原子序数为11，位于周期表中第三周期ⅠA族，
故答案为：第三周期ⅠA族；
（2）Z、W分别为O、S元素，非金属性O＞S，非金属性越强，对应氢化物越稳定，则氢化物稳定性大小为：H₂O＞H₂S，
故答案为：H₂O；H₂S；
（3）Y₂X₄为N₂H₄，YZ₂为NO₂，二者发生反应的化学方程式为：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3H₂O（g）+4N₂（g），该反应中生成4mol氮气转移了8mol电子，放出热量为：142kJ×8=1136kJ，则该反应的热化学方程式为：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1136kJ•mol^-1，
每转移 1mol 电子且生成气态 X₂Z 放 出 142KJ 热量
故答案为：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=2N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1136kJ•mol^-1；
（4）由H、N、O、S四种元素中的三种组成的一种强酸，该强酸的稀溶液能与铜反应，该酸为HNO₃，Cu越稀硝酸反应得到硝酸铜、NO与水，反应离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+4H₂O+2NO↑，
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+4H₂O+2NO↑；
（5）由H、N、O、S四种元素组成的一种离子化合物A，为铵盐；
①1molA能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8L气体，即氨气为2mol，即1molA含有2mol铵根离子；②A能与盐酸反应产生气体B，该气体能与氯水反应，B为二氧化硫，可推知A为（NH₄）₂SO₃，二氧化硫有氯水反应得到HCl与硫酸，反应离子方程式为：SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-，
故答案为：（NH₄）₂SO₃；SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-；
（6）由H、N、O、S和Fe五种元素组成的相对分子质量为392的化合物C，1mol C中含有6mol结晶水，向C的溶液中加入过量浓NaOH溶液并加热，产生白色沉淀和无色有刺激性气味的气体，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，说明C中含有Fe²⁺和NH₄⁺，另取少量C的溶液，向其中加入过量BaCl₂溶液时产生白色沉淀，再加入稀盐酸沉淀不溶解，说明C中含有SO₄^2-，
①设C的化学式为x（NH₄）₂SO₄•yFeSO₄•6H₂O，则：（96+36）x+（96+56）y+108=392，则x=y=1，故C化学式为：（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O，
（NH₄）₂Fe（SO₄）₂中含有2个NH₄⁺，2个SO₄^2-和1个Fe²⁺，铵根离子、亚铁离子部分水解，溶液呈酸性，则c（H⁺）＞c（OH^-）、c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（Fe²⁺），溶液中离子浓度大小为：c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（Fe²⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（Fe²⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
②（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O与Na₂O₂按物质的量比1：2在溶液中反应，反应方程式为：4（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O+8Na₂O₂=4Fe（OH）₃+8NH₃↑+3O₂↑+8Na₂SO₄+22H₂O，
故答案为：4（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O+8Na₂O₂=4Fe（OH）₃↓+8NH₃↑+3O₂↑+8Na₂SO₄+22H₂O．

点评 本题考查位置结构性质的应用、无机物推断等，题目难度较大，明确Y、Z、W的位置及原子序数的关系来推断元素是关键，需要学生熟练掌握元素化合物性质，试题培养了学生的分析、理解能力及逻辑推理能力．