【题目】X、Y、Z、W四种短周期元素在元素周期表中的位置关系如下图:
I .若Z元素原子的最外层电子数是电子层数的2倍。
(1)写出铜和X的最髙价氧化物的水化物的稀溶液反应的离子方程式:_______________________。
(2)W最高价氧化物的水化物的浓溶液不稳定,受热可分解,产物之一是黄绿色气体,且当有28 mol电子发生转移时,共产生9 mol气体,写出该反应的化学方程式:_________________________。
II.若Y和Z的核外电子数之和为22。
(3)Y的气态氢化物的电子式为___________,工业合成该物质的化学方程式为_____________________。
(4)X的单质与W的最高价氧化物的水化物的浓溶液反应,当电子转移0.4 mol时,产生气体的体积是__________________________(标准状况)。
【答案】 3Cu+2NO3-+8H+==3Cu2++2NO↑+4H2O 4HClO42C12↑+7O2↑+2H2O N2+3H32NH3 6. 72 L
【解析】试题分析:X、Y、Z、W四种短周期元素,由元素在周期表的位置关系可知,X、Y处于第二周期,Z、W处于第三周期,Ⅰ、若Z元素原子的最外层电子数是电子层数的2倍,则Z最外层电子数为6,Z为硫元素,由元素在周期表中的相对位置可知,X为氮元素、Y为氧元素、W为Cl元素;
(1)根据上述推断,X为N,则铜和X的最高价氧化物水化物稀溶液(稀硝酸)反应的离子方程式为3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O ;
(2)高氯酸浓溶液不稳定,受热可分解,产物之一是黄绿色气体,该气体为氯气,根据电子转移守恒 可知,氧元素被氧化生成氧气,由氢元素守恒,还原水生成,当有28mol电子转移时,得到氯气为28÷14=2mol,生成氧气为9mol-2mol=7mol,反应方程式为4HClO42Cl2↑+7O2↑+2H2O;
Ⅱ、若Y和Z的核外电子数之和为22,令Y的核外电子数为y,则Z的核外电子数为y+8,则y+y+8=22,解得y=7,Y为氮元素、Z为磷元素,则X为碳元素、W为硫元素;
(1)氨气分子中N原子成3个N-H键,N原子还原1对孤对电子,氨气分子的电子式为,工业合成氨气的化学方程式为N2+3H22NH3。
(2)碳与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫,当电子转移0.4mol时,n(SO2)=0.4÷(6-4)=0.2mol、n(CO2)=0.4÷(4-0)=0.1mol,标准状况下产生气体的体积为(0.2mol+0.1mol)×22.4L/mol=6.72L,