13.原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素X、Y、Z、W,四種元素的原子序數(shù)之和為32,在周期表中X是原子半徑最小的元素,Y、Z左右相鄰,Z、W位于同主族.請回答下列問題:
(1)X、Y、Z、W四種元素的原子半徑由大到小的排列順序是S>N>O>H(用元素符號表示).
(2)由X、Y、Z、W四種元素中的三種組成的一種強(qiáng)酸,該強(qiáng)酸的稀溶液能與銅反應(yīng),離子方程式為3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O.
(3)由X、Y、Z、W四種元素組成的一種離子化合物A:
①已知1 mol A能與足量的NaOH濃溶液反應(yīng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8 L氣體.寫出加熱條件下A與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式NH4++OH-△_NH3↑+H2O;
②又知A既能與鹽酸反應(yīng),又能與氯水反應(yīng),寫出A與足量鹽酸反應(yīng)的離子方程式SO32-+2H+=SO2↑+H2O;
(4)由X、Y、Z、W和Fe五種元素組成的式量為392的化合物B,1 mol B含有6 mol結(jié)晶水.對化合物B進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
a.取B的溶液加入過量濃NaOH溶液并加熱,產(chǎn)生白色沉淀和無色刺激性氣味氣體.過一段時(shí)間白色沉淀變成灰褐色,最終變成紅褐色;
b.另取B的溶液,加入過量BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀,加鹽酸沉淀不溶解.
①B的化學(xué)式為(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O.
②B溶液中的離子濃度由大到小的順序?yàn)閏(SO42-)>c(NH4+)>c(Fe 2+ )>c(H+)>c(OH-).
分析 原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素X、Y、Z、W,在周期表所有元素中X是原子半徑最小的元素,則X為H元素;Z、W位于同主族,設(shè)Z的原子序數(shù)為x,則W的原子序數(shù)為x+8,Y、Z左右相鄰,Y的原子序數(shù)為x-1,由四種元素的原子序數(shù)之和為32,則1+(x-1)+x+(x+8)=32,解得x=8,即Z為O元素,W為S元素,Y為N元素,據(jù)此解答.
(1)同周期自左而右原子半徑減小,同主族自上而下原子半徑增大;
(2)由H、N、O、S四種元素中的三種組成的一種強(qiáng)酸,該強(qiáng)酸的稀溶液能與銅反應(yīng),則該酸為硝酸,稀硝酸與Cu反應(yīng)方程式為:3Cu+8HNO3(�。�=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
(3)由H、N、O、S四種元素組成的一種離子化合物A:
①1molA能與足量NaOH濃溶液反應(yīng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8L氣體,說明該物質(zhì)陽離子為NH4+,且1molA中含有2molNH4+,則A為硫酸銨或亞硫酸銨,銨根離子與氫氧根離子反應(yīng)生成氨氣;
②A既能與鹽酸反應(yīng),又能與氯水反應(yīng),故A為亞硫酸銨,亞硫酸銨與足量的鹽酸反應(yīng)生成氯化銨、二氧化硫與水;
(4)由H、N、O、S和Fe五種元素組成的式量為392的化合物B,由B的溶液加入過量濃NaOH溶液并加熱,產(chǎn)生白色沉淀和無色刺激性氣味氣體.過一段時(shí)間白色沉淀變?yōu)榛揖G色,最終變?yōu)榧t褐色可知B中含有Fe2+、NH4+,另取B的溶液,加入過量BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀,加鹽酸沉淀不溶解,則B中含有硫酸根離子,又1mol B中含有6mol結(jié)晶水,令B的化學(xué)式為x(NH4)2SO4•yFeSO4•6H2O,結(jié)合其相對分子質(zhì)量確定.
解答 解:原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素X、Y、Z、W,在周期表所有元素中X是原子半徑最小的元素,則X為H元素;Z、W位于同主族,設(shè)Z的原子序數(shù)為x,則W的原子序數(shù)為x+8,Y、Z左右相鄰,Y的原子序數(shù)為x-1,由四種元素的原子序數(shù)之和為32,則1+(x-1)+x+(x+8)=32,解得x=8,即Z為O元素,W為S元素,Y為N元素.
(1)半徑同周期左側(cè)元素半徑大,同主族下方元素半徑大,則原子半徑:S>N>O>H,
故答案為:S>N>O>H;
(2)能與銅反應(yīng)的強(qiáng)酸稀溶液只有硝酸,反應(yīng)生成一氧化氮和硝酸銅、水,反應(yīng)離子方程式為:3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O,
故答案為:3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O;
(3)①1molA能與足量NaOH濃溶液反應(yīng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8L氣體,說明該物質(zhì)陽離子為NH4+,且1molA中含有2molNH4+,則A為硫酸銨或亞硫酸銨,銨根離子與氫氧根離子反應(yīng)生成氨氣,反應(yīng)離子方程式為NH4++OH-△_NH3↑+H2O,
故答案為:NH4++OH-△_NH3↑+H2O;
②A既能與鹽酸反應(yīng),又能與氯水反應(yīng),故A為亞硫酸銨,亞硫酸銨與足量的鹽酸反應(yīng)生成氯化銨、二氧化硫與水硫化氫,反應(yīng)離子方程式為:SO32-+2H+=SO2↑+H2O,
故答案為:SO32-+2H+=SO2↑+H2O;
(4)①由H、N、O、S和Fe五種元素組成的式量為392的化合物B,由B的溶液加入過量濃NaOH溶液并加熱,產(chǎn)生白色沉淀和無色刺激性氣味氣體.過一段時(shí)間白色沉淀變?yōu)榛揖G色,最終變?yōu)榧t褐色可知B中含有Fe2+、NH4+,另取B的溶液,加入過量BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀,加鹽酸沉淀不溶解,則B中含有硫酸根離子,又1mol B中含有6mol結(jié)晶水,令B的化學(xué)式為x(NH4)2SO4•yFeSO4•6H2O,則:(96+36)x+(96+56)y+108=392,則x=y=1,故B的化學(xué)式為:(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O,
故答案為:(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O;
②硫酸亞鐵銨溶液中如果不考慮水解,硫酸根、銨根濃度相等且為亞鐵離子的兩倍,但由于銨根和亞鐵離子都會水解,所以硫酸根濃度最大,其次銨根,第三亞鐵離子,因?yàn)樗獬仕嵝运缘谒臍潆x子,第五是氫氧根離子,溶液中離子濃度大小為:c(SO42-)>c(NH4+)>c(Fe 2+ )>c(H+)>c(OH-),
故答案為:c(SO42-)>c(NH4+)>c(Fe 2+ )>c(H+)>c(OH-).
點(diǎn)評 本題考查位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的應(yīng)用、無機(jī)物推斷等,明確Y、Z、W的位置及原子序數(shù)的關(guān)系來推斷元素是關(guān)鍵,需要學(xué)生熟練掌握元素化合物性質(zhì),難度中等.