Question

20．X、Y、Z、W、R是短周期中的常見元素，其相關信息如表：

元素	相關信息
X	原子核內無中子
Y	組成蛋白質的基礎元素，其最高正化合價與最低負化合價的代數(shù)和為2
Z	地殼中含量最高的元素
W	原子質量數(shù)為23，中子數(shù)為12
R	其離子是第三周期金屬元素的離子中半徑最小的

（1）Y、Z、W、R四種元素的原子半徑從大到小的順序是Na＞Al＞N＞O（用元素符號表示）．
（2）Y₂電子式為，X、Y、Z形成的化合物可用作化肥，該物質所含化學鍵的類型是離子、共價（填共價或離子）；X與Z形成的18e^-微粒的結構式為H-O-O-H．
（3）砷（As）是人體必需的微量元素，與Y同一主族，As原子比Y原子多兩個電子層，則砷的原子序數(shù)為33，其最高價氧化物的化學式為As₂O₅．該族第二到四周期元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性從大到小的順序是NH₃＞PH₃＞AsH₃（用化學式表示）．
（4）W在元素周期表中的位置為第三周期第ⅠA族，能夠說明W和R金屬性強弱的依據(jù)有cd．
a．W單質的熔點比R單質的熔點低          
b．W的化合價比R的低
c．常溫下W單質與水的反應很劇烈，而R單質在加熱條件下與水反應現(xiàn)象不明顯
d．W最高價氧化物的水化物的堿性比R強
（5）寫出工業(yè)上冶煉R的化學反應方程式2Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{熔融}$4Al+3O₂↑．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、R是短周期中的常見元素，X原子核內無中子，X為H；Y是組成蛋白質的基礎元素，其最高正化合價與最低負化合價的代數(shù)和為2，則Y為N；Z是地殼中含量最高的元素，則Z是O；W質量數(shù)為23，中子數(shù)為12，W的質子數(shù)是11，為Na；R其離子是第三周期金屬元素的離子中半徑最小的，R為Al，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；元素非金屬性越強氫化物越穩(wěn)定；工業(yè)上用電解熔融氧化鋁制備鋁，據(jù)此分析回答．

解答 解：X、Y、Z、W、R是短周期中的常見元素，X原子核內無中子，X為H；Y是組成蛋白質的基礎元素，其最高正化合價與最低負化合價的代數(shù)和為2，則Y為N；Z是地殼中含量最高的元素，則Z是O；W質量數(shù)為23，中子數(shù)為12，W的質子數(shù)是11，為Na；R其離子是第三周期金屬元素的離子中半徑最小的，R為Al，
（1）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，所以N、O、Na、Al四種元素的原子半徑從大到小的順序是Na＞Al＞N＞O，
故答案為：Na＞Al＞N＞O；
（2）Y₂為氮氣，電子式為，X、Y、Z形成的化合物可用作化肥，該物質為硝酸銨，所含化學鍵的類型是離子鍵和共價鍵，
故答案為：；離子、共價；
（3）砷（As）是人體必需的微量元素，與N元素同一主族，As原子比N原子多兩個電子層，則砷的原子序數(shù)為7++8+18=33，砷的最高化合價為+5價，所以其最高價氧化物的化學式為As₂O₅，同一主族元素中，隨著原子序數(shù)的增大其氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減小，所以該族2～4周期元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性從大到小的順序是NH₃＞PH₃＞AsH₃ ，
故答案為：33；As₂O₅；NH₃＞PH₃＞AsH₃ ；
（4）鈉有三個電子層，最外層有1個電子，為與周期表中第三周期第ⅠA族，熔沸點高低、化合價與金屬性無必然聯(lián)系，不能用于判斷金屬性強弱，金屬與水反應越劇烈金屬性越強，最高價氧化物對應水化物的堿性越強金屬性越強，故ab錯誤，cd正確，
故答案為：第三周期第ⅠA族；cd；
（5）工業(yè)上用電解熔融氧化鋁制備鋁，方程式為2Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{熔融}$4Al+3O₂↑，
故答案為：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{熔融}$4Al+3O₂↑．

點評 本題考查較綜合，題目難度中等，正確推斷元素的種類為解答該題的關鍵，涉及了原子結構、電子式、化學鍵、金屬性、金屬冶煉等知識點，要求學生熟練掌握元素化合物的基礎知識．