Question

短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X的氢化物的水溶液显碱性；Y在元素周期表中所处的周期序数与主族序数相等；Z的单质是将太阳能转化为电能的常用材料；W是重要的“成盐元素”，主要以钠盐的形式存在于海水中。

请回答下列问题：

(1)Y在元素周期表中的位置是________；X的氢化物的电子式是________。

(2)X的氢化物的水溶液与W的氢化物的水溶液混合后恰好反应时，溶液呈________(填“酸”、“碱”或“中”)性，用离子方程式表示其原因：____________________。

(3)Z和W比较，非金属性较弱的是________(填元素符号)，下列可以验证这一结论的是________(填序号)。

a．元素在地壳中的含量

b．氧化物对应水化物的酸性

c．断开氢化物中1 mol H—Z或H—W键所需的能量

d．Z与W以共价键形成化合物时，Z或W显示的电性

(4)含Y的两种盐溶液混合产生白色沉淀，写出反应的离子方程式：______________________________________________________。

(5)X、Z、W的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱顺序为________(用化学式表示，下同)；Z、W的简单气态氢化物的还原性强弱顺序为________；X、Z、W的最简单氢化物中，沸点最高的是________。

Answer

(1)第3周期ⅢA族

(2)酸 NH4+＋H2ONH3·H2O＋H＋ (3)Si cd

(4)Al3＋＋3AlO2—＋6H2O=4Al(OH)3↓

(5)HClO4＞HNO3＞H2SiO3 HCl＜SiH4 NH3

【解析】 依题意知，只有氮的氢化物的水溶液呈碱性，所以X为氮元素；短周期中有三种元素所处的周期序数等于其主族序数，它们是氢元素、铍元素、铝元素，只有铝原子的原子序数超过氮原子(原子序数为7)的，则Y为铝元素；硅常用作太阳能电池材料，所以Z为硅元素；氯化钠存在于海水中，则W为氯元素。

(1)铝的原子结构示意图为，最外层有3个电子，所以，铝元素位于元素周期表第3周期ⅢA族。NH3是共价化合物，电子式中氮原子有1个孤电子对。

(2)X的氢化物为氨气，W的氯化物为氯化氢，二者发生反应：NH3＋HCl=NH4Cl，氯化铵是强酸弱碱盐，其水溶液呈酸性，氯化铵水解的化学方程式为NH4Cl＋H2ONH3·H2O＋HCl。

(3)氯元素的非金属性比硅元素的强，由地壳中元素含量的高低不能判断其非金属性的强弱，由最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱能判断中心元素的非金属性强弱，但由非最高价氧化物对应的水化物的酸性的强弱不能判断元素非金属性的强弱；断裂氢化物中共价键所需能量的多少决定氢化物的稳定性，由对应氢化物稳定性强弱可以判断元素非金属性强弱；四氯化硅中氯元素为负价，硅元素为正价，说明氯元素得电子能力较强，氯元素的非金属性较强。

(4)氯化铝和偏铝酸钠溶液混合时会发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀：AlCl3＋3NaAlO2＋6H2O=4Al(OH)3↓＋3NaCl。

(5)在硝酸、高氯酸、硅酸中，高氯酸的酸性最强，硅酸的酸性最弱；硅烷的还原性比氯化氢的还原性强；硅烷、氯化氢和氨气中，氨分子之间存在氢键，其沸点最高。