Question

3．I．有X、Y、Z、R四種短周期元素，Y、Z、R同周期．相關信息如下：

	相關信息
X	單質為雙原子分子．若低溫蒸發(fā)液態(tài)空氣，因其沸點較低可先獲得X的單質
Y	含Y元素的物質焰色反應為黃色
Z	同周期元素中原子半徑最小
R	R元素原子的最外層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍

（1）Z元素在周期表的位置是第三周期第VIIA族，Y、Z、R簡單離子的半徑從大到小的順序是S^2-＞Cl^-＞Na⁺（用離子符號表示）；
（2）由X、Z兩種元素組成的化合物甲，常溫下為易揮發(fā)的淡黃色液體，甲分子構型為三角錐形，且分子里X、Z兩種原子最外層均達到8個電子的穩(wěn)定結構．甲遇水蒸氣可形成一種常見的漂白性物質．則甲的結構式為  ；
（3）化合物乙（Y₂R）溶液在空氣中長期放置，與氧氣反應會生成與過氧化鈉的結構和化學性質相似的物質Y₂R₂，其溶液顯黃色．則Y₂R₂的電子式為，寫出乙溶液在空氣中變質過程的化學方程式4Na₂S+O₂+2H₂O═4NaOH+2Na₂S₂ ．
II．元素X與氫可形成多種化合物，如丙、丁、戊．
（1）丙與醋酸類似，為一元弱酸，對熱十分穩(wěn)定但受撞擊就爆炸．8.6g丙爆炸分解生成H₂和6.72L（標況下）X₂．寫出其爆炸的化學方程式2HN₃=3N₂+H₂ ；
（2）丁為離子化合物，遇水反應生成H₂和氣體戊，標況下戊的密度為0.76g•L^-1，則物質丁的化學式為NH₄H；
（3）戊在高溫條件下能還原Fe₂O₃，生成兩種單質，寫出該反應的化學方程式2NH₃+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$N₂+2Fe+3H₂O，有人提出生成的產(chǎn)物中可能還有FeO，請設計實驗方案驗證（用化學方法）取固體生成物ag與足量鹽酸反應，測定生成氣體標況的體積為VL，若V＜$\frac{a}{56}×22.4$，則含F(xiàn)eO，反之則無；或者取一定質量固體生成物與足量H₂（或CO）共熱充分反應，若質量減少則含F(xiàn)eO，反之則無．

Answer 1

分析 Ⅰ、有X、Y、Z、R四種短周期元素，Y、Z、R同周期，
X單質為雙原子分子，若低溫蒸發(fā)液態(tài)空氣，因其沸點較低可先獲得X的單質氮氣，則X為N元素；
含有Y元素的物質焰色反應為黃色，則Y為Na元素；
Z是其同周期元素中原子半徑最小的，且與Y同一周期，則Z為Cl元素；
R元素原子的最外層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍，且與Y、Z同一周期，則R為S元素；
（1）Z為Cl元素，主族元素原子核外電子層數(shù)與其周期數(shù)相同，最外層電子數(shù)與其族序數(shù)相同，據(jù)此判斷Z元素在周期表的位置，Y、Z、R元素分別是Na、Cl、S，電子層結構相同的離子半徑隨著原子序數(shù)增大而減小，離子中電子層數(shù)越多其離子半徑越大；
（2）由N、Cl兩種元素組成的化合物甲，常溫下為易揮發(fā)的淡黃色液體，甲分子構型為三角錐形，且分子里X、Z兩種原子最外層均達到8個電子的穩(wěn)定結構，則甲為NCl₃，甲遇水蒸氣可形成一種常見的漂白性物質，為HClO；
（3）化合物乙（Na₂S）溶液在空氣中長期放置，與氧氣反應會生成與過氧化鈉的結構和化學性質相似的物質Na₂S₂，其溶液顯黃色，根據(jù)過氧化鈉電子式書寫Y₂R₂的電子式，根據(jù)反應物和生成物書寫方程式；
Ⅱ、元素N與氫可形成多種化合物，如丙、丁、戊．
X為N元素，元素X與氫可形成多種化合物，如丙、丁、戊，丙與醋酸類似，為一元弱酸，設丙的分子式為HN_m，HN_m分解的方程式為2HN_m=H₂+mN₂，8.6gHN_m爆炸分解生成H₂和6.72L（標況下）N₂，氮氣為$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，則2：m=$\frac{8.6}{1+14m}$：0.3，解得m=3，所以丙為HN₃，丁為離子化合物，遇水反應生成H₂和氣體戊，標況下戊的密度為0.76g•L^-1，則戊的相對分子質量為0.76×22.4=17，所以戊為氨氣，則丁為NH₄H．

解答 解：Ⅰ、有X、Y、Z、R四種短周期元素，Y、Z、R同周期，
X單質為雙原子分子，若低溫蒸發(fā)液態(tài)空氣，因其沸點較低可先獲得X的單質氮氣，則X為N元素；
含有Y元素的物質焰色反應為黃色，則Y為Na元素；
Z是其同周期元素中原子半徑最小的，且與Y同一周期，則Z為Cl元素；
R元素原子的最外層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍，且與Y、Z同一周期，則R為S元素；
（1）Z為Cl元素，主族元素原子核外電子層數(shù)與其周期數(shù)相同，最外層電子數(shù)與其族序數(shù)相同，Z元素原子核外有3個電子層、最外層有7個電子，所以位于第三周期第VIIA族，Y、Z、R元素分別是Na、Cl、S，電子層結構相同的離子半徑隨著原子序數(shù)增大而減小，離子中電子層數(shù)越多其離子半徑越大，所以離子半徑大小順序是S^2-＞Cl^-＞Na⁺，故答案為：第三周期第VIIA族；S^2-＞Cl^-＞Na⁺；
（2）由N、Cl兩種元素組成的化合物甲，常溫下為易揮發(fā)的淡黃色液體，甲分子構型為三角錐形，且分子里X、Z兩種原子最外層均達到8個電子的穩(wěn)定結構，則甲為NCl₃，甲遇水蒸氣可形成一種常見的漂白性物質，為HClO，則甲結構式為，故答案為：；
（3）化合物乙（Na₂S）溶液在空氣中長期放置，與氧氣反應會生成與過氧化鈉的結構和化學性質相似的物質Na₂S₂，其溶液顯黃色，根據(jù)過氧化鈉電子式書寫Y₂R₂的電子式為，根據(jù)反應物和生成物書寫方程式為4Na₂S+O₂+2H₂O═4NaOH+2Na₂S₂，
故答案為：；4Na₂S+O₂+2H₂O═4NaOH+2Na₂S₂；
Ⅱ、元素N與氫可形成多種化合物，如丙、丁、戊．
X為N元素，元素X與氫可形成多種化合物，如丙、丁、戊，丙與醋酸類似，為一元弱酸，設丙的分子式為HN_m，HN_m分解的方程式為2HN_m=H₂+mN₂，8.6gHN_m爆炸分解生成H₂和6.72L（標況下）N₂，氮氣為$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，則2：m=$\frac{8.6}{1+14m}$：0.3，解得m=3，所以丙為HN₃，丁為離子化合物，遇水反應生成H₂和氣體戊，標況下戊的密度為0.76g•L^-1，則戊的相對分子質量為0.76×22.4=17，所以戊為氨氣，則丁為NH₄H，
（4）丙為HN₃，反應方程式為：2HN₃=3N₂+H₂ ，
故答案為：2HN₃=3N₂+H₂ ；
（5）丁為離子化合物，遇水反應生成H₂和氣體戊，標況下戊的密度為0.76g•L^-1，則戊的相對分子質量為0.76×22.4=17，所以戊為氨氣，則丁為NH₄H，
故答案為：NH₄H；
（6）氨氣在高溫條件下能還原Fe₂O₃，生成氮氣和鐵，反應方程式為2NH₃+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$N₂+2Fe+3H₂O；有人提出生成的產(chǎn)物中可能還有FeO，其檢驗方法為取固體生成物a g與足量鹽酸反應，測定生成氣體標況的體積為V L，若V＜$\frac{a}{56}×22.4$，則含F(xiàn)eO，反之則無；或者取一定質量固體生成物與足量H₂（或CO）共熱充分反應，若質量減少則含F(xiàn)eO，反之則無，
故答案為：2NH₃+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$N₂+2Fe+3H₂O；取固體生成物a g與足量鹽酸反應，測定生成氣體標況的體積為V L，若V＜$\frac{a}{56}×22.4$，則含F(xiàn)eO，反之則無；或者取一定質量固體生成物與足量H₂（或CO）共熱充分反應，若質量減少則含F(xiàn)eO，反之則無．

點評 本題考查元素化合物推斷，推斷元素是解題關鍵，側重考查學生知識遷移應用與分析推理能力，習題中所涉及物質在中學中沒有，需要學生通過題給信息進行分析推斷，題目難度中等．