Question

20．X、Y、Z、W、R是短周期中的常见元素，其相关信息如表：

元素	相关信息
X	原子核内无中子
Y	组成蛋白质的基础元素，其最高正化合价与最低负化合价的代数和为2
Z	地壳中含量最高的元素
W	原子质量数为23，中子数为12
R	其离子是第三周期金属元素的离子中半径最小的

（1）Y、Z、W、R四种元素的原子半径从大到小的顺序是Na＞Al＞N＞O（用元素符号表示）．
（2）Y₂电子式为，X、Y、Z形成的化合物可用作化肥，该物质所含化学键的类型是离子、共价（填共价或离子）；X与Z形成的18e^-微粒的结构式为H-O-O-H．
（3）砷（As）是人体必需的微量元素，与Y同一主族，As原子比Y原子多两个电子层，则砷的原子序数为33，其最高价氧化物的化学式为As₂O₅．该族第二到四周期元素的气态氢化物的稳定性从大到小的顺序是NH₃＞PH₃＞AsH₃（用化学式表示）．
（4）W在元素周期表中的位置为第三周期第ⅠA族，能够说明W和R金属性强弱的依据有cd．
a．W单质的熔点比R单质的熔点低          
b．W的化合价比R的低
c．常温下W单质与水的反应很剧烈，而R单质在加热条件下与水反应现象不明显
d．W最高价氧化物的水化物的碱性比R强
（5）写出工业上冶炼R的化学反应方程式2Al₂O₃$\frac{\underline{\;电解\;}}{熔融}$4Al+3O₂↑．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、R是短周期中的常见元素，X原子核内无中子，X为H；Y是组成蛋白质的基础元素，其最高正化合价与最低负化合价的代数和为2，则Y为N；Z是地壳中含量最高的元素，则Z是O；W质量数为23，中子数为12，W的质子数是11，为Na；R其离子是第三周期金属元素的离子中半径最小的，R为Al，一般电子层数越多半径越大，相同电子层数，原子序数越小半径越大；元素非金属性越强氢化物越稳定；工业上用电解熔融氧化铝制备铝，据此分析回答．

解答 解：X、Y、Z、W、R是短周期中的常见元素，X原子核内无中子，X为H；Y是组成蛋白质的基础元素，其最高正化合价与最低负化合价的代数和为2，则Y为N；Z是地壳中含量最高的元素，则Z是O；W质量数为23，中子数为12，W的质子数是11，为Na；R其离子是第三周期金属元素的离子中半径最小的，R为Al，
（1）一般电子层数越多半径越大，相同电子层数，原子序数越小半径越大，所以N、O、Na、Al四种元素的原子半径从大到小的顺序是Na＞Al＞N＞O，
故答案为：Na＞Al＞N＞O；
（2）Y₂为氮气，电子式为，X、Y、Z形成的化合物可用作化肥，该物质为硝酸铵，所含化学键的类型是离子键和共价键，
故答案为：；离子、共价；
（3）砷（As）是人体必需的微量元素，与N元素同一主族，As原子比N原子多两个电子层，则砷的原子序数为7++8+18=33，砷的最高化合价为+5价，所以其最高价氧化物的化学式为As₂O₅，同一主族元素中，随着原子序数的增大其气态氢化物的稳定性逐渐减小，所以该族2～4周期元素的气态氢化物的稳定性从大到小的顺序是NH₃＞PH₃＞AsH₃ ，
故答案为：33；As₂O₅；NH₃＞PH₃＞AsH₃ ；
（4）钠有三个电子层，最外层有1个电子，为与周期表中第三周期第ⅠA族，熔沸点高低、化合价与金属性无必然联系，不能用于判断金属性强弱，金属与水反应越剧烈金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强金属性越强，故ab错误，cd正确，
故答案为：第三周期第ⅠA族；cd；
（5）工业上用电解熔融氧化铝制备铝，方程式为2Al₂O₃$\frac{\underline{\;电解\;}}{熔融}$4Al+3O₂↑，
故答案为：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;电解\;}}{熔融}$4Al+3O₂↑．

点评 本题考查较综合，题目难度中等，正确推断元素的种类为解答该题的关键，涉及了原子结构、电子式、化学键、金属性、金属冶炼等知识点，要求学生熟练掌握元素化合物的基础知识．