Question

8．X、Y、Z、W、H為原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素，它們滿足以下條件：元素周期表中，Z與Y相鄰，Z與W也相鄰； Y、Z和W三種元素的原子最外層電子數(shù)之和為17；H的單質(zhì)常溫下為黃綠色氣體．請(qǐng)?zhí)羁眨?br />（1）Z、W、H簡(jiǎn)單陰離子的半徑由大到小的順序是S^2-＞Cl^-＞O^2-（用離子符號(hào)表示）．
（2）H的單質(zhì)通入W的氫化物的水溶液中，可觀察到有淡黃色沉淀生成，該現(xiàn)象說(shuō)明H與W單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)镃l₂＞S（用化學(xué)式表示）．
（3）寫出實(shí)驗(yàn)室制取H的單質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)方程式MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（4）X、Y、Z和W可組成一化合物，其原子個(gè)數(shù)之比為8：2：4：1．其水溶液中各種離子的濃度由大到小的順序?yàn)閏（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、H為原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素，Z與Y相鄰，Z與W也相鄰； Y、Z和W三種元素的原子最外層電子數(shù)之和為17，若Y、Z、W三者處于同一周期或同一主族，最外層電子數(shù)之和不可能為17，處于不同周期的Y、Z、W兩兩相鄰，可能出現(xiàn)的位置關(guān)系有：，設(shè)Y的最外層電子數(shù)為x，若為第一種情況，則有x+x+1+x+1=17，解得x=5，Y、Z、W對(duì)應(yīng)的三種元素分別為N，O，S；若為第二種情況，則有x+x+x+1=17，x為分?jǐn)?shù)，不合理；由于Y是N元素，X、Y、Z和W可組成一化合物，其原子個(gè)數(shù)之比為8：2：4：1，化合物中硫原子與氧原子個(gè)數(shù)之比為1：4，為硫酸根，化合物中X原子與氮原子個(gè)數(shù)之比為4：1，且X為H，X與N形成銨根離子，結(jié)合對(duì)應(yīng)單質(zhì)化合物的性質(zhì)解答該題．

解答 解：X、Y、Z、W、H為原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素，Z與Y相鄰，Z與W也相鄰； Y、Z和W三種元素的原子最外層電子數(shù)之和為17，若Y、Z、W三者處于同一周期或同一主族，最外層電子數(shù)之和不可能為17，處于不同周期的Y、Z、W兩兩相鄰，可能出現(xiàn)的位置關(guān)系有：，設(shè)Y的最外層電子數(shù)為x，若為第一種情況，則有x+x+1+x+1=17，解得：x=5，Y、Z、W對(duì)應(yīng)的三種元素分別為N，O，S；若為第二種情況，則有x+x+x+1=17，x為分?jǐn)?shù)，不合理；由于Y是N元素，X、Y、Z和W可組成一化合物，其原子個(gè)數(shù)之比為8：2：4：1，化合物中硫原子與氧原子個(gè)數(shù)之比為1：4，為硫酸根，化合物中X原子與氮原子個(gè)數(shù)之比為4：1，且X為H，X與N形成銨根離子，
（1）Z、W、H分別為O、S、Cl，對(duì)應(yīng)離子分別為S^2-、Cl^-、O^2-，離子的電子層越多，離子半徑越大，電子層相同時(shí)，離子的核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，則三種離子的離子半徑大小為：S^2-＞Cl^-＞O^2-，
故答案為：S^2-＞Cl^-＞O^2-；
（2）H的單質(zhì)為氯氣，W的氫化物為硫化氫，氯氣與硫化氫反應(yīng)生成淡黃色S和HCl，該現(xiàn)象說(shuō)明H與W單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱為：Cl₂＞S，
故答案為：Cl₂＞S；
（3）H的單質(zhì)為氯氣，實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)加熱反應(yīng)制取氯氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO₂+4HCl （濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl （濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（4）根據(jù)分析可知，該化合物為（NH₄）₂SO₄，硫酸銨溶液中，銨根離子部分水解，溶液呈酸性，則c（H⁺）＞c（OH^-），由于銨根離子的水解程度較小，則c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-），溶液中離子濃度大小為：c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了位置結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的綜合應(yīng)用，題目難度中等，推斷元素為解答關(guān)鍵，涉及離子半徑比較、化學(xué)方程式書寫、離子濃度大小比較等知識(shí)，注意熟練掌握原子結(jié)構(gòu)與元素周期律、元素周期表的關(guān)系，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及邏輯推理能力．