Question

【題目】W、X、Y、Z 是原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素。W 的氣態(tài)氫化物能使紫色石蕊溶液變藍(lán)，W、X和Y三種元素的最高價(jià)氧化物的水化物兩兩之間可以發(fā)生反應(yīng)，W、X、Y、Z 的最外層電子數(shù)之和為 16�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

(1)Z 單質(zhì)的電子式是 ________________。W 的氣態(tài)氫化物能使紫色石蕊溶液變藍(lán)的原因：__________________(用化學(xué)方程式表示)。

(2)X、Y、Z 三種元素的簡(jiǎn)單離子的離子半徑由大到小的順序是：_____。

(3)Z 最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物化學(xué)式為 ____。

(4)Z 和氧元素、硫元素組成的 SOZ2 是一種液態(tài)化合物，沸點(diǎn)為 77℃，遇水能劇烈水解，有白霧和帶有刺激性氣味的氣體逸出， 該氣體可使滴有品紅試液的濾紙褪色。請(qǐng)寫(xiě)出 SOZ2 和水反應(yīng)的化學(xué)方程式_____。

Answer 1

【答案】 NH3+H2ONH3·H2O Cl->Na+>Al3+ HClO4 SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑

【解析】

因?yàn)?/span>W、X、Y、Z 是原子序數(shù)依次增大的短周期元素，W的氣態(tài)氫化物能使紫色石蕊溶液變藍(lán)，可確定W是氮元素。W、X和Y三種元素的最高價(jià)氧化物的水化物兩兩之間可以發(fā)生反應(yīng)，可推測(cè)其中一種最高價(jià)氧化物的水化物具有兩性，兩性氫氧化物既可以與強(qiáng)酸反應(yīng)，也可以與強(qiáng)堿反應(yīng)，由此可確定X、Y。最后根據(jù)W、X、Y、Z 的最外層電子數(shù)之和為 16，計(jì)算Z的最外層電子數(shù)，可確定Z的元素種類(lèi)。

因?yàn)?/span>W、X、Y、Z 是原子序數(shù)依次增大的短周期元素，W的氣態(tài)氫化物能使紫色石蕊溶液變藍(lán)，可確定W是氮元素。W、X和Y 三種元素的最高價(jià)氧化物的水化物兩兩之間可以發(fā)生反應(yīng)，且W的最高價(jià)氧化物的水化物是HNO3（屬于強(qiáng)酸），可推知其中一種元素是鋁（其最高價(jià)氧化物的水化物是Al(OH)3，屬于兩性氫氧化物），另一種元素應(yīng)該是活潑金屬（其最高價(jià)氧化物的水化物是強(qiáng)堿），因此可確定X是鈉、Y是鋁。由于W、X、Y、Z 的最外層電子數(shù)之和為 16，所以Z的最外層電子數(shù)=16-5-1-3=7，又因Z的原子序數(shù)比Y大，所以Z為氯元素。結(jié)論：W為氮、X為鈉、Y為鋁、Z為氯。

(1)Z的單質(zhì)是Cl2，兩個(gè)氯原子間通過(guò)一對(duì)共用電子相結(jié)合，其電子式為。W 的氣態(tài)氫化物是氨氣，氨氣能與水反應(yīng)生成一水合氨，一水合氨屬于弱堿使溶液顯堿性，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NH3+H2ONH3·H2O。

(2) X、Y、Z分別對(duì)應(yīng)的離子符號(hào)是Na+、Al3+、Cl-，Na+與Al3+的電子層結(jié)構(gòu)相同（都是10個(gè)電子），因?yàn)楹穗姾蓴?shù)越大離子半徑越小，所以Na+半徑大于Al3+半徑。而Cl-核外有18個(gè)電子，其電子層比Na+和Al3+多一層，因此Cl-半徑比Na+和Al3+半徑都大，所以三種簡(jiǎn)單離子的離子半徑由大到小的順序是Cl->Na+>Al3+。

(3)Z為氯元素，其最高價(jià)為+7價(jià)，氯元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物化學(xué)式為HClO4。

(4)因SOCl2遇水能劇烈水解，“有白霧產(chǎn)生”推測(cè)有HCl氣體生成；“有能使滴有品紅試液的濾紙褪色”推測(cè)有SO2產(chǎn)生，HCl和SO2都具有刺激性氣味。所以SOCl2水解反應(yīng)的化學(xué)方程式為SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑。