Question

7．四種短周期元素在周期表中的相對位置如下所示，其中Y元素原子最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍．

X	Y
	Z	W

請回答下列問題：
（1）元素W的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的化學(xué)式為HClO₄；
（2）這些元素的氫化物中，水溶液堿性最強的化合物是NH₃．H₂O或NH₃（寫化學(xué)式）；
（3）X、Y、Z、W形成的簡單陰離子半徑大小順序為S^2-＞Cl^-＞N^3-＞O^2-（用離子符號填空）；證明W的非金屬性比強Z的最簡單方法是H₂S+Cl₂=S+2HCl（用化學(xué)方程式填空）；
（4）Z的低價氧化物通入W的單質(zhì)形成的水溶液中反應(yīng)的化學(xué)方程式：SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
（5）Z的低價氧化物能與Y的單質(zhì)在一定體積的密閉容器反應(yīng)，該反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)（填“可逆反應(yīng)”或“非可逆反應(yīng)”），反應(yīng)速率與時間關(guān)系如圖所示，t₁到t₂反應(yīng)速率逐漸加快的原因是濃度變化不明顯，反應(yīng)放熱，溫度升高，反應(yīng)速率加快，在t₃（填“t₁”“t₂”或“t₃”）時達到平衡；對該反應(yīng)，下列說法正確的是AC．
A．Y的單質(zhì)是氧化劑
B．混合氣體的密度不再改變，可以判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
C．Z的低價氧化物能使品紅褪色
D．反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，反應(yīng)停止
（6）將一定量的W單質(zhì)通入30mL濃度為10.00mol/L的氫氧化鈉濃溶液中，加熱少許時間后溶液中形成NaW、NaWO、NaWO₃共存體系，則消耗的W單質(zhì)的物質(zhì)的量為0.15mol．

Answer 1

分析 Z元素原子核外電子總數(shù)是其最外層電子數(shù)的3倍，可知z為磷元素；再根據(jù)X、Y、W與Z在周期表的位置關(guān)系可知，X為碳元素，Y為氮元素，W為硫元素，
（1）元素W為氯，最高價氧化物對應(yīng)的水化物的化學(xué)式為HClO₄，
（2）水溶液顯堿性的氫化物只有氨氣；
（3）一般電子層數(shù)越多半徑越大，相同電子層數(shù)原子序數(shù)越小半徑越大，可以通過非金屬間的置換反應(yīng)判斷非金屬性的相對強弱；
（4）Z的低價氧化物為二氧化硫，與氯氣形成的水溶液中反應(yīng)生成鹽酸和硫酸；
（5）二氧化硫與氧氣反應(yīng)生成三氧化硫的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，根據(jù)圖象分析可知，t₁到t₂反應(yīng)速率逐漸加快的原因是濃度變化不明顯，反應(yīng)放熱，溫度升高，反應(yīng)速率加快，在t₃時正逆反應(yīng)速率相等，達到平衡；
2SO₂+O₂?2SO₃反應(yīng)中，氧氣是氧化劑，由于反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量和體積不變，故混合氣體的密度不是變量，二氧化硫能使品紅褪色，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，反應(yīng)并沒有停止，達到動態(tài)平衡；
（6）由于反應(yīng)后體系中沒有NaOH，故氫氧化鈉反應(yīng)完，根據(jù)鈉元素守恒和氯原子守恒計算．

解答 解：（1）元素W為氯，最高價氧化物對應(yīng)的水化物的化學(xué)式為HClO₄，
故答案案為：HClO₄；
（2）水溶液顯堿性的氫化物只有氨氣，該化合物是NH₃．H₂O 或NH₃，
故答案案為：NH₃．H₂O 或NH₃；
（3）一般電子層數(shù)越多半徑越大，相同電子層數(shù)原子序數(shù)越小半徑越大，故半徑的大小順序為S^2-＞Cl^-＞N^3-＞O^2-，可以通過非金屬間的置換反應(yīng)判斷非金屬性的相對強弱，利用H₂S+Cl₂=S+2HCl證明氯非金屬性大于硫，
故答案案為：S^2-＞Cl^-＞N^3-＞O^2-；H₂S+Cl₂=S+2HCl；
（4）Z的低價氧化物為二氧化硫，通入氯氣形成的水溶液中反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，
故答案為：SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
（5）二氧化硫與氧氣反應(yīng)生成三氧化硫的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，根據(jù)圖象分析可知，t₁到t₂反應(yīng)速率逐漸加快的原因是濃度變化不明顯，反應(yīng)放熱，溫度升高，反應(yīng)速率加快，在t₃時正逆反應(yīng)速率相等，達到平衡；2SO₂+O₂?2SO₃反應(yīng)中，
A．氧氣是氧化劑，故A正確；
B．由于反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量和體積不變，故混合氣體的密度不是變量，不能判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C．二氧化硫能使品紅褪色，故C正確；
D．反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，反應(yīng)并沒有停止，達到動態(tài)平衡，故D錯誤；
故答案為：可逆反應(yīng)；濃度變化不明顯，反應(yīng)放熱，溫度升高，反應(yīng)速率加快；t₃；AC；
（6）由于反應(yīng)后體系中沒有NaOH，故氫氧化鈉反應(yīng)完，根據(jù)鈉元素守恒n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaClO）+n（NaClO₃）=0.03L×10mol/L=0.3mol，根據(jù)氯原子守恒有2n（Cl₂）=n（NaCl）+n（NaClO）+n（NaClO₃）=0.3mol，故參加反應(yīng)的氯氣n（Cl₂）=0.15mol，
故答案為：0.15mol．

點評 本題是考查學(xué)生根據(jù)元素周期表推元素種類，再利用元素周期律推性質(zhì)，需要學(xué)生記住有關(guān)基礎(chǔ)知識，氧化還原的計算時難點，注意利用守恒關(guān)系．