Question

3．通過(guò)對(duì)模型、圖形、圖表的觀察，獲取有關(guān)信息是化學(xué)學(xué)習(xí)的一種重要能力．
（1）如圖1是部分短周期元素原子（用字母表示）最外層電子數(shù)與原子序數(shù)的關(guān)系圖．按要求回答問(wèn)題：
①Y元素在元素周期表中的位置為第二周期第VIIA族．
②②氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：X＜（填“＞”“＜”）Y．
③這五種元素形成的簡(jiǎn)單離子中，離子半徑最大的是S^2-（填離子符號(hào)）．
④Z的氫化物ZH可以和水發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為NaH+H₂O=NaOH+H₂↑．
（2）X、Y、Z三種物質(zhì)有以下轉(zhuǎn)化關(guān)系（圖2）：
①如果三種物質(zhì)中均含Mg元素，且X為鎂單質(zhì)，則Y、Z可能是MgO、MgCl₂（填化學(xué)式，只填一種物質(zhì)即可，下同）；
②如果三種物質(zhì)中均含Cl元素，且X為Cl₂，則Y、Z可能是HCl、NaCl；
③如果三種物質(zhì)中均含Si元素，且X為SiO₂，則Y、Z可能是Na₂SiO₃、、H₂SiO₃．
（3）向用鹽酸酸化的MgSO₄溶液中加入Ba（OH）₂溶液，生成沉淀質(zhì)量m與Ba（OH）₂體積V之間的關(guān)系（圖3），則oa段生成的沉淀為BaSO₄（填化學(xué)式，下同），ab段生成的沉淀為BaSO₄和Mg（OH）₂；bc段生成的沉淀為Mg（OH）₂．

Answer 1

分析 （1）短周期元素中，X、R的最外層電子數(shù)均為6，X的原子序數(shù)小，則X為O，R為S，同理可知Y為F，W為Cl，而Z為第三周期元素，最外層電子數(shù)為1，即Z為Na；
①Y為F，原子結(jié)構(gòu)中有3個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為7；
②非金屬性越強(qiáng)，氫化物越穩(wěn)定；
③電子層越多，離子半徑越大，相同電子排布的離子原子序數(shù)大的離子半徑�。�
④NaH與水反應(yīng)生成NaOH和氫氣；
（2）根據(jù) X、Y、Z三種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系，X反應(yīng)生成Y，Y反應(yīng)生成Z，Z反應(yīng)再生成X，
①如果三種物質(zhì)中均含Mg元素，且X為鎂單質(zhì)，則Y可能為MgO、，Z可能為MgCl₂；
②如果三種物質(zhì)中均含Cl元素，且X為Cl₂，則Y可能是HCl，Z可能是NaCl；
③如果三種物質(zhì)中均含Si元素，且X為SiO₂，則Y可能是Na₂SiO₃、Z可能是H₂SiO₃；
（3）向用鹽酸酸化的MgSO₄溶液中加入Ba（OH）₂后，首先是Ba²⁺與溶液中的SO₄^2-反應(yīng)生成既不溶于水又不溶于酸的BaSO₄沉淀，OH^-跟鹽酸的H⁺發(fā)生中和反應(yīng)生成水；由于HCl的存在，OH^-不能與Mg²⁺產(chǎn)生沉淀Mg（OH）₂，待H⁺完全反應(yīng)，OH^-與Mg²⁺開(kāi)始生成Mg（OH）₂沉淀，當(dāng)MgSO₄溶液全部反應(yīng)后，再加入Ba（OH）₂溶液不再產(chǎn)生沉淀．

解答 解：（1）短周期元素中，X、R的最外層電子數(shù)均為6，X的原子序數(shù)小，則X為O，R為S，同理可知Y為F，W為Cl，而Z為第三周期元素，最外層電子數(shù)為1，即Z為Na；
①Y為F，原子結(jié)構(gòu)中有3個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為7，則位于第二周期第ⅤⅡA族，故答案為：第二周期第ⅤⅡA族；
②非金屬性Y＞X，氫化物的穩(wěn)定性為X＜Y，故答案為：＜；
③電子層越多，離子半徑越大，相同電子排布的離子原子序數(shù)大的離子半徑小，這五種元素形成的簡(jiǎn)單離子中，離子半徑最大的是S^2-，故答案為：S^2-；
④NaH與水反應(yīng)生成NaOH和氫氣，反應(yīng)為NaH+H₂O=NaOH+H₂↑，故答案為：NaH+H₂O=NaOH+H₂↑；
（2）根據(jù) X、Y、Z三種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系，X反應(yīng)生成Y，Y反應(yīng)生成Z，Z反應(yīng)再生成X，
①如果三種物質(zhì)中均含Mg元素，且X為鎂單質(zhì)，則Y可能為MgO、，Z可能為MgCl₂；
②如果三種物質(zhì)中均含Cl元素，且X為Cl₂，則Y可能是HCl，Z可能是NaCl；
③如果三種物質(zhì)中均含Si元素，且X為SiO₂，則Y可能是Na₂SiO₃、Z可能是H₂SiO₃；
故答案為：①M(fèi)gO、MgCl₂；②HCl、NaCl；③Na₂SiO₃、H₂SiO₃；
（3）向用鹽酸酸化的MgSO₄溶液中加入Ba（OH）₂溶液后，0a段表示產(chǎn)生的沉淀只是BaSO₄，由于HCl的存在，OH^-不能與Mg²⁺產(chǎn)生沉淀Mg（OH）₂；ab段表示的沉淀有BaSO₄和Mg（OH）₂，是因?yàn)镠⁺完全反應(yīng)后，不僅Ba²⁺與溶液中的SO₄^2-反應(yīng)生成BaSO₄沉淀，而且OH^-與Mg²⁺反應(yīng)產(chǎn)生沉淀Mg（OH）₂，所以沉淀多；bc段表示沉淀有Mg（OH）₂沉淀，因?yàn)槿芤褐蠸O₄^2-反應(yīng)完，只有Mg²⁺與OH^-生成Mg（OH）₂沉淀；cd段沒(méi)有沉淀，因?yàn)槿芤褐蠱gSO₄溶液已完全反應(yīng)完，不能與加入的Ba（OH）₂反應(yīng)，Ba（OH）₂是過(guò)量的，
故答案為：BaSO₄；BaSO₄和Mg（OH）₂；Mg（OH）₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的關(guān)系及應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，推斷元素、氧化還原反應(yīng)及離子反應(yīng)的先后順序?yàn)榻獯鸬年P(guān)鍵，側(cè)重分析與推斷及元素化合物知識(shí)的綜合考查，題目難度中等．