Question

8．W、M、N、X、Y、Z是六種常見的短周期元素，其原子半徑隨原子序數(shù)變化如圖所示．已知W的氣態(tài)氫化物能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍；M和Ne原子的核外電子數(shù)相差1；N與X相鄰；X的氧化物是制造光導纖維的主要原料；Y的最外層電子數(shù)是其最內(nèi)層電子數(shù)的3倍；Z的非金屬性在同周期主族元素中最大．
（1）X元素基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p²，
M、N、Y、Z四種元素離子半徑由大到小的順序是S^2-＞Cl^-＞Na⁺＞Al³⁺（填離子符號）．
（2）下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的比較中，正確的是bd（填字母序號）．
a．M、X、Z形成的單質(zhì)熔沸點由高到低的順序為 M＞X＞Z
b．氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：W＞X
c．M₃W和MW₃的化學鍵類型和晶體類型均相同
d．X單質(zhì)可溶于M的最高價氧化物的水化物的水溶液中
（3）Y元素與Z元素相比較，非金屬性較強的是氯（填名稱），寫出可以驗證該結(jié)論的一個化學反應(yīng)方程式Na₂S+Cl₂=S↓+2NaCl．
（4）室溫下，Cu、N單質(zhì)與W的最高價氧化物的水化物的濃溶液組成原電池，其負極材料為Cu；Cu、N單質(zhì)與足量的W的最高價氧化物的水化物的稀溶液組成原電池，其正極的電極反應(yīng)式：NO₃^-+4H⁺+3e^-═NO↑+2H₂O．

Answer 1

分析 W、M、N、X、Y、Z是六種常見的短周期元素，W的氣態(tài)氫化物能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，則W為氮元素；M和Ne原子的核外電子數(shù)相差1，且原子半徑大于氮，所以M為Na元素；結(jié)合原子序數(shù)可知，N、X、Y、Z均處于第三周期，且原子序數(shù)依次增大，X的氧化物是制造光導纖維的主要原料，則X為Si，N與X相鄰，則N為Al；Y的最外層電子數(shù)是其最內(nèi)層電子數(shù)的3倍，最外層電子數(shù)為6，故Y為S元素；Z的非金屬性在同周期主族元素中最大，故Z為Cl，據(jù)此解答．

解答 解：W、M、N、X、Y、Z是六種常見的短周期元素，W的氣態(tài)氫化物能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，則W為氮元素；M和Ne原子的核外電子數(shù)相差1，且原子半徑大于氮，所以M為Na元素；結(jié)合原子序數(shù)可知，N、X、Y、Z均處于第三周期，且原子序數(shù)依次增大，X的氧化物是制造光導纖維的主要原料，則X為Si，N與X相鄰，則N為Al；Y的最外層電子數(shù)是其最內(nèi)層電子數(shù)的3倍，最外層電子數(shù)為6，故Y為S元素；Z的非金屬性在同周期主族元素中最大，故Z為Cl．
（1）X為Si原子，原子核外有14個電子，由構(gòu)造原理可知其核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p²，電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，離子電子層越多，離子半徑越大，故離子半徑：S^2-＞Cl^-＞Na⁺＞Al³⁺，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p²；S^2-＞Cl^-＞Na⁺＞Al³⁺；
（2）a．氯氣常溫下為氣體，Na、Si均為固體，故氯氣熔沸點最高，而硅屬于原子晶體，熔沸點很高，鈉的熔沸點比較低，故單質(zhì)熔沸點由高到低的順序為：X（Si）＞M（Na）＞Z（氯氣），故a錯誤；
b．非金屬性W（N）＞X（Si），故氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：W＞X，故b正確；
c．Na₃N和NaN₃均屬于離子晶體，前者只含有離子鍵，后者含有離子鍵、共價鍵，故c錯誤；
d．X單質(zhì)為Si，M的最高價氧化物的水化物為NaOH，Si能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硅酸鈉與氫氣，故d正確，
故選：bd；
（3）同周期自左而右元素非金屬性增強，故非金屬性Cl＞S，可以驗證該結(jié)論的一個化學反應(yīng)方程式為：Na₂S+Cl₂=S↓+2NaCl等，
故答案為：氯；Na₂S+Cl₂=S↓+2NaCl；
（4）室溫下，Cu、Al與濃硝酸成原電池，Al發(fā)生鈍化現(xiàn)象，Cu與濃硝酸反應(yīng)，故其負極材料為 Cu，Cu、Al與稀硝酸成原電池，Al與稀硝酸反應(yīng)，Al作負極、Cu作正極，正極上是硝酸根獲得電子生成NO，正極電極反應(yīng)式：NO₃^-+4H⁺+3e^-═NO↑+2H₂O，
故答案為：Cu；NO₃^-+4H⁺+3e^-═NO↑+2H₂O．

點評 本題考查位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)關(guān)系應(yīng)用，推斷元素是解題關(guān)鍵，是對學生綜合能力的考查，（4）中原電池正負極的判斷為易錯點，難度中等．