【解析】Y是地壳中含量最多的元素,为O元素,则W为S元素;W元素与X元素可以形成18电子的分子,则X为H元素;X与Z同主族,Z原子序数大于氧,则Z为Na;由原子序数可知R处于第三周期,R元素的简单离子是同周期元素中半径最小的,则R为Al。
氢氧化铝属于两性氢氧化物,能溶于强碱但不溶于弱碱,所以不溶于稀氨水,A正确;Y分别与X和Z形成原子个数比为1∶1的化合物为H2O2、Na2O2,过氧化氢属于共价化合物,过氧化钠是离子化合物,B错误;非金属性:
O>S,故水的稳定性比硫化氢的强,与氢键无关,C错误;同周期自左向右原子半径逐渐减小、同主族自上而下原子半径逐渐增大,所以元素中氢原子半径最小,故原子半径:
H<O<S<Al<Na,D错误。
【答案】A
5.短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,且原子最外层电子数之和为13。
X与W同主族,Z是地壳中含量最高的元素。
下列说法正确的是()
A.原子半径的大小顺序:
r(Y)>r(Z)>r(W)
B.X和Y两元素一定不在同一周期
C.元素Z、W的简单离子的电子层结构相同
D.只含X、Y、Z三种元素的化合物只能是共价化合物
【解析】Z是地壳中含量最高的元素,则Z为O元素;X、Y、W最外层电子数之和为13-6=7,X与W同主族,故Y原子最外层电子数为奇数,只能处于奇数族。
结合原子序数可知,Y处于第二周期,W处
于第三周期,故X最外层电子数一定小于Y,Y处于第ⅢA族时,X、W最外层电子数为2,则Y为B、X为Be、W为Mg;Y处于第ⅤA族时,X、W最外层电子数为1,则Y为N元素、X为H或Li、W为Na。
同周期自左向右原子半径逐渐减小、同主族自上而下原子半径逐渐增大,故原子半径:
r(W)>r(Y)>r(Z),A错误;Y为B、X为Be时,二者均处于第二周期,B错误;氧元素简单离子核外电子数为10,钠离子或镁离子核外电子数也为10,离子核外电子层结构相同,C正确;NH4NO3是离子化合物,D错误。
【答案】C
6.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,且原子最外层电子数之和为24。
X的原子半径比Y大,Y与Z同主族,Y原子的最外层电子数是电子层数的3倍,下列说法正确的是()
A.Y元素形成的单核阴离子还原性强于X
B.Z元素的简单气态氢化物的沸点比Y高
C.W元素氧化物对应的水化物的酸性一定强于Z
D.X的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物
【解析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的原子半径比Y大,说明X、Y在同一周期,Y原子的最外层电子数是电子层数的3倍,则Y是氧元素,Y与Z同主族,Z是硫元素,所以W是氯元素,原子最外层电子数之和为24,则X是氮元素。
元素的非金属性Y>X,则Y元素形成的单核阴离子还原性弱于X,A错误;由于水中存在氢键,Z元素的简单气态氢化物的沸点比Y低,B错误;W元素氧化物对应的水化物的酸性不一定强于Z,如次氯酸的酸性弱于硫酸,C错误;X的气态氢化物显碱性,可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物,D正确。
【答案】D
7.原子序数依次增大的X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。
已知Y与Z、M与W分别同周期,X与M同主族;X、Z、M的质子数之和等于Y、W的质子数之和;X与Z、M与Z都可以分别形成A2B、A2B2型的化合物;X与Y形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76g·L-1;Y、M、W的最高价氧化物对应的水化物,两两间都能发生反应。
下列说法不正确的是()
A.由X、M与Z形成的化合物X2Z2和M2Z2中所含的化学键类型相同
B.含有W阳离子的某种盐,可用作净水剂
C.M的单质可保存于煤油中
D.由X、Y、Z三种元素形成的某种化合物的水溶液,可能呈碱性或酸性
【解析】由X、M同主族且与Z均能形成A2B、A2B2型化合物推知X为H,Z为O,M为Na。
由Y的气态氢化物的密度为0.76g·L-1知M(YHa)=0.76g·L-1×22.4L·mol-1≈17g·mol-1,推知Y为N,从而推知W
为Al。
D项,由H、N、O三种元素形成的常见化合物中,NH3·H2O显碱性,HNO3显酸性。
【答案】A
8.X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Z在周期表中的相对位置如下表所示;X的单质在氧气中燃烧能生成两种无色气体,Y的简单气态氢化物的水溶液显碱性。
回答下列问题:
X
Z
(1)元素X在周期表中位于______族;W和Z的最简单气态氢化物的稳定性较强的是________(填化学式)。
(2)W的单质与水反应生成的含氧酸的电子式为____________________。
(3)在BaCl2溶液中加入少量Y的最高价氧化物对应水化物的溶液,再通入ZO2气体,能生成无色气体YO和白色沉淀_____(填化学式);ZO2和YO还原性较强的是______(填化学式)。
【解析】短周期元素X的单质在氧气中燃烧能生成两种无色气体,则X是C;Y的简单气态氢化物的水溶液显碱性,则Y是N;根据元素在周期表中的位置可知Z是S,则W是Cl。
(1)元素X的原子最外层只有4个电子,所以在周期表中位于第ⅣA族;同一周期的主族元素,原子序数越大,元素的非金属性越强,其相应的简单气态氢化物的稳定性就越强。
由于元素的非金属性Cl>S,所以气态氢化物的稳定性较强的是HCl。
(2)Cl2与水反应生成的含氧酸是HClO,其电子式为
。
(3)在BaCl2溶液中加入少量Y的最高价氧化物对应水化物的溶液,即HNO3溶液,由于HNO3具有强氧化性,而SO2具有还原性,二者会发生氧化还原反应生成H2SO4和NO,H2SO4与BaCl2溶液混合会发生复分解反应产生BaSO4沉淀;根据还原性:
还原剂>还原产物,可知还原性:
SO2>NO。
【答案】
(1)第ⅣA HCl
(2)
(3)BaSO4 SO2
9.有八种短周期主族元素x、y、z、d、e、f、g、h,其中x、y、d、f随着原子序数的增大,其原子半径的相对大小、最高正价或最低负价随原子序数的变化如图1所示。
常温下z、e、g、h的最高价氧化物对应水化物的溶液(浓度均为0.01mol·L-1)的pH与原子序数的关系如图2所示:
根据上述信息进行判断,并回答下列问题:
(1)h在元素周期表中的位置是___________________________________。
(2)比较f、g、h常见离子的半径大小__________________________________
(用离子符号表示),e、f的最高价氧化物对应的水化物碱性较强的是________(用化学式表示)。
(3)下列可作为比较f和Mg金属性强弱依据的是________。
a.测两种元素单质的硬度和熔、沸点
b.测等浓度相应氯化物水溶液的pH
c.比较单质与同浓度盐酸反应的剧烈程度
d.比较两种元素在化合物中化合价的高低
(4)从上述元素中任选三种组成六原子共价化合物,写出其化学式:
______________(写一个即可)。
(5)由上述元素中的y、z、e组成的某剧毒化合物eyz不慎泄漏时,消防人员通常采用喷洒过氧化氢溶液的方式处理,以减少污染,反应生成一种酸式盐和一种气体,二者溶于水均呈碱性,该反应的化学方程式为_____________________________________,已知eyz含有与z2分子中类似的化学键,写出化合物eyz的电子式:
________________。
【解析】由题图中的化合价、原子半径的大小与原子序数的关系可知x是H、y是C、d是O、f是Al,z、e、g、h的最高价氧化物对应水化物的溶液浓度均为0.01mol·L-1,e的最高价氧化物对应水化物的溶液的pH为12,为一元强碱,则结合原子序数得e是Na,z、h的最高价氧化物对应水化物的溶液的pH均为2,为一元强酸,则z为N、h为Cl,g的最高价氧化物对应水化物的溶液的pH小于2,为二元强酸,故g为S。
(1)h为Cl,位于周期表中第三周期ⅦA族。
(2)电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,电子层数越多,离子半径越大,则离子半径:
S2->Cl->Al3+;金属性Na>Al,金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,故碱性:
NaOH>Al(OH)3。
(3)a项,单质的硬度和熔、沸点属于物理性质,不能用来比较金属性强弱,错误;b项,溶液pH越小,金属阳离子水解程度越大,说明该元素金属性越弱,正确;c项,单质与同浓度盐酸反应越剧烈,说明金属性越强,正确;d项,化合物中金属元素化合价越高,说明其原子失去电子越多,但金属性强弱与失去电子数目无关,错误。
(4)由题目中给出的任意三种元素组成的六原子共价化合物有HClO4、H2CO3、H2SO3等。
(5)化合物NaCN不慎泄漏时,通常采用喷洒过氧化氢溶液的方式处理,以减少污染。
反应生成一种酸式盐和一种气体,二者溶于水均呈碱性,应生成NaHCO3、NH3,反应的化学方程式为NaCN+H2O2+H2O===NaHCO3+NH3↑,NaCN由Na+、CN-构成,含有与N2分
子中类似的化学键,则CN-中存在三键,NaCN的电子式为
。
【答案】
(1)第三周期ⅦA族
(2)S2->Cl->Al3+ NaOH
(3)bc
(4)HClO4(或H2CO3、H2SO3等)
(5)NaCN+H2O2+H2O===NaHCO3+NH3↑;
10.某校化学实验小组的学生为验证非金属元素氯的氧化性强于硫和氮,设计了一套实验装置(部分夹持装置已略去):
(1)写出A中反应的离子方程式:
___________________________________________。
(2)B中出现黄色浑浊现象,产生此现象的离子方程式:
____________________。
(3)试从原子结构角度解释氯的氧化性强于硫的原因:
____________________。
(4)D中干燥管中出现的现象及化学方程式:
__________________________________。
(5)有同学认为D中的现象并不能说明氯的氧化性大于氮,需要在C之前加装洗气装置,请画出其装置图(并注明盛装试剂)
(6)还有什么其他方法能证明非金属性Cl>S,用一种相关事实说明:
_______________________
_________________________________________________________________________________。
【解析】
(2)B中出现黄色浑浊,说明氯气把硫离子氧化为S单质。
(3)氯原子最外层电子数比硫原子多一个,Cl原子得电子能力强,故Cl2的氧化性强于S。
(4)氯气能把氨气氧化生成氮气和氯化氢,生成的氯化氢和氨气结合生成氯化铵,从而冒白烟。
(5)盐酸易挥发,所以生成的氯气中含有氯化氢气体,氯化氢也能直接和氨气结合冒白烟,所以需要在C之前连接盛有饱和食盐水的装置以除去氯化氢气体。
(6)非金属性强弱比较的一般规律是①由对应氢化物的稳定性判断:
氢化物越稳定,非金属性越强;②由最高价氧化物对应水化物的酸性来判断:
酸性越强,非金属性越强(除氟元素之外);③非金属单质与具有可变价金属的反应,能生成高价金属化合物的,其非金属性强,据此可以验证。
【答案】
(1)MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)Cl2+S2-===S↓+2Cl-
(3)氯原子最外层电子数比硫原子多一个,Cl得电子能力强,故Cl2的氧化性强于S
(4)产生大量白烟;8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2
(5)
(6)2Fe+3Cl2
2FeCl3、Fe+S
FeS(或相同温度下相同状态的HCl的稳定性大于H2S或最高价氧化物对应的水化物的酸性HClO4大于H2SO4)