Question

18．W、X、Y、Z、T均是短周期元素，W和X同周期，W和Y同主族；W原子最外层电子数是内层电子数的两倍，X元素族序数是所在周期数的三倍；X的阴离子与Z的阳离子的电子层结构相同；Z的单质与X的单质在不同条件下反应，可生成Z₂X或Z₂X₂；T和Z同周期，且T是所在周期中原子半径最小的元素．请回答：
（1）WX₂的结构式是O=C=O．
（2）X、Z、T离子半径由大到小的顺序为r（Cl^-）＞r（O^2-）＞r（Na⁺）（用离子符号回答）．
（3）X、T的气态氢化物沸点较高的是H₂O（用化学式回答），原因是水分子间存在氢键．
（4）水中锰含量超标，容易使洁具和衣物染色，TX₂可以用来除去水中超标的Mn²⁺，生成黑色沉淀．
当消耗13.50g TX₂时，共转移了lmol电子，则反应的离子方程式为2ClO₂+5Mn²⁺+6H₂O═5MnO₂+2Cl^-+12H⁺．

Answer 1

分析 W、X、Y、Z、T均是短周期元素，W原子最外层电子数是内层电子数的两倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，故W为C元素；W和Y同主族，则Y为Si；X元素族序数是所在周期数的三倍，原子只能有2个电子层，处于VIA族，故X为O元素；X的阴离子与Z的阳离子的电子层结构相同，；Z的单质与X的单质在不同条件下反应，可生成Z₂X或Z₂X₂，则Z为Na；T和Z同周期，且T是所在周期中原子半径最小的元素，则T为Cl，据此解答．

解答 解：W、X、Y、Z、T均是短周期元素，W原子最外层电子数是内层电子数的两倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，故W为C元素；W和Y同主族，则Y为Si；X元素族序数是所在周期数的三倍，原子只能有2个电子层，处于VIA族，故X为O元素；X的阴离子与Z的阳离子的电子层结构相同，；Z的单质与X的单质在不同条件下反应，可生成Z₂X或Z₂X₂，则Z为Na；T和Z同周期，且T是所在周期中原子半径最小的元素，则T为Cl．
（1）CO₂的结构式是：O=C=O，故答案为：O=C=O；
（2）电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，电子层越多离子半径越大，故离子半径：r（Cl^-）＞r（O^2-）＞r（Na⁺），故答案为：r（Cl^-）＞r（O^2-）＞r（Na⁺）；
（3）水分子间存在氢键，沸点高于甲烷的，故答案为：H₂O；水分子间存在氢键；
（4）ClO₂可以用来除去水中超标的Mn²⁺，生成黑色沉淀为5MnO₂，13.50g ClO₂的物质的量为$\frac{13.5g}{67.5g/mol}$=0.2mol，共转移了lmol电子，设Cl元素在还原产物中化合价为a，则0.2mol×（4-a）=1mol，解得a=-1，故ClO₂被还原为Cl^-，则反应的离子方程式为：2ClO₂+5Mn²⁺+6H₂O═5MnO₂+2Cl^-+12H⁺，
故答案为：2ClO₂+5Mn²⁺+6H₂O═5MnO₂+2Cl^-+12H⁺．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，是对学生综合能力的考查，注意对基础知识的理解掌握．