Question

下表是短周期中部分元素的原子半径及主要化合价．

元素代号	U	V	W	X	Y	Z
原子半径/nm	0.037	0.157	0.066	0.070	0.077	0.143
主要化合价	+1	+1	-2	-3+5	+2+4	+3

请回答：（1）X在元素周期表中的位置是

 

．
（2）V、W、Z三种元素的离子具有相同的电子层结构，三者的离子半径由大到小顺序是

 

（用离子符号表示）．用离子方程式表示出Z离子可作净水剂的原因：

 

（3）某些元素可形成既含离子键又含共价键的化合物，写出其中一种化合物的电子式

 

（4）1g YU₄气体完全燃烧生成液态水时，放出a kJ的热量，则该反应的热化学方程式为

 

（5）现有Z与V₂W₂的固体混合物样品，加入稀盐酸至混合物完全溶解，所得的混合液中c（Z³⁺）：c（H⁺）：c（Cl^-）=1：2：8，则原固体混合物中，Z元素与W元素的质量比为

 

（最简整数比）．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,元素周期律和元素周期表的综合应用

专题：

分析：主族元素中，元素最高化合价与其族序数相等，最大化合价=族序数-8，同一主族元素中，原子半径随着原子序数增大而增大，同一周期元素中，原子半径随着原子序数增大而减小，
由表中短周期元素的原子半径和化合价可知，U、V为第IA族元素，W属于第VIA族元素，X属于第VA族元素，Y属于第IV族元素，Z属于第IIIA族元素，U原子半径最小则U为H元素，X原子半径和Y相近且X原子半径小于Y且都小于V，则Y为C、X为N元素、V为Na元素；
Z原子半径和V相近，则Z为Al元素；
W原子半径小于X，则W为O元素，以此来解答．

解答： 解：由表中短周期元素的原子半径和化合价可知，U、V为第IA族元素，W属于第VIA族元素，X属于第VA族元素，Y属于第IV族元素，Z属于第IIIA族元素，U原子半径最小则U为H元素，X原子半径和Y相近且X原子半径小于Y且都小于V，则Y为C、X为N元素、V为Na元素；
Z原子半径和V相近，则Z为Al元素；
W原子半径小于X，则W为O元素，
（1）X为N元素，N原子核外有2个电子、最外层电子数为5，所以N元素在元素周期表中的位置是第二周期第VA族，故答案为：第二周期第VA族；
（2）V是Na元素、W是O元素、Z为Al元素，电子层结构相同的离子，离子半径随着原子序数增大而减小，所以Na、O、Al三种元素的离子具有相同的电子层结构，三者的离子半径由大到小顺序是O^2-＞Na⁺＞Al³⁺，铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性，能吸附水中悬浮物而净水，离子方程式为Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（胶体）+3H⁺，故答案为：O^2-＞Na⁺＞Al³⁺；Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（胶体）+3H⁺；
（3）上述某些元素可形成既含离子键又含共价键的化合物如NaOH，NaOH电子式为，故答案为：；
（4）1g YU₄气体完全燃烧生成液态水时，放出a kJ的热量，则1mol甲烷完全燃烧放出16akJ的热量，该反应的热化学方程式为CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-16a kJ/mol，故答案为：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-16a kJ/mol；
（5）Al与Na₂O₂的固体混合物样品，加入稀盐酸至混合物完全溶解，所得的混合液中c（Al³⁺）：c（H⁺）：c（Cl^-）=1：2：8，设浓度分别为1mol/L、2mol/L、8mol/L，由电荷守恒可知，c（Na⁺）=8-2-1×3=3mol/L，则由原子守恒可知，n（Na）=n（O），所以Z元素与W元素的质量比为

1mol/L×VL×27g/mol

3mol/L×VL×16g/mol

=9：16，
故答案为：9：16．

点评：本题考查位置结构性质的相互关系及应用，为高频考点，涉及离子半径大小比较、盐类水解、电子式的书写及守恒法计算等知识点，明确物质的结构、性质即可解答，注意原子结构、元素周期律等知识点的灵活运用，题目难度不大．