Question

四种短周期元素在周期表中的相对位置如下所示，其中Y元素原子最外层电子数是其电子层数的3倍。

请回答下列问题：

（1）元素W的最高价氧化物对应的水化物的化学式为            ；

（2）这些元素的氢化物中，水溶液碱性最强的化合物是  (写化学式)；

（3）X、Y、Z、W形成的简单阴离子半径大小顺序为                       (用离子符号填空)；证明W的非金属性比强Z的最简单方法是                     (用化学方程式填空)；

（4）Z的低价氧化物通入W的单质形成的水溶液中反应的化学方程式：                    ；

（5）Z的低价氧化物能与Y的单质在一定体积的密闭容器反应，该反应属于           (填“可逆反应”或“非可逆反应”)，反应速率与时间关系如图所示，t₁到t₂反应速率逐渐加快的原因是                         ，在            （填“t₁”“t₂”或“t₃”）时达到平衡；对该反应，下列说法正确的是             。

A．Y的单质是氧化剂              

B．混合气体的密度不再改变，可以判断反应达到平衡状态

C．Z的低价氧化物能使品红褪色  

D．反应达到平衡状态时，反应停止

（6）将一定量的W单质通入30 mL浓度为10.00 mol/L的氢氧化钠浓溶液中，加热少许时间后溶液中形成NaW、NaWO、NaWO₃共存体系，则消耗的W单质的物质的量为         。

Answer

（1）HClO4；

（2）NH3.H2O或NH3(写化学式)；

（3）S2->Cl->N3->O2-(用离子符号填空)；H2S+Cl2=S+2HCl；

（4）SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl；

（5）可逆反应(填“可逆反应”或“非可逆反应”)，浓度变化不明显，反应放热，温度升高，反应速率加快。

t3（填“t1”“t2”或“t3”）AC。

（6）0.15mol

【解析】

试题分析：Y元素原子最外层电子数十起电子层数的3倍，为氧元素，则X为氮元素，Z为硫元素，W为氯元素。

（1） 氯元素最高价氧化物对应的水化物为HClO4；

（2）这些元素的氢化物分别为氨气，水，硫化氢，氯化氢，水溶液为碱性的是氨气。

（3）硫离子和氯离子都为3层，氮离子和氧离子都为2层，3层半径大于2层半径，电子层数相同的核电荷数越大，半径越小，故半径顺序为： S2->Cl->N3->O2-；氯气可以置换出硫化氢中的硫，说明氯元素的非金属性比硫强，方程式为：H2S+Cl2=S+2HCl；

（4）硫的低价氧化物为二氧化硫，与氯气在水溶液中反应生成硫酸和盐酸，方程式为SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl；

（5）二氧化硫和氧气的反应为可逆反应，随着反应的进行，浓度变化不明显，反应放热，温度升高，反应速率加快。到t3时，反应速率不再变化，说明到平衡。A、反应中氧气做氧化剂，正确；B、混合气体的密度等于气体的质量与容器的体积的比值，因为气体总质量部变，容器的体积不变是，所以密度始终不变，所以当密度不变不能说明反应到平衡。C、二氧化硫能使品红褪色，正确；D、反应到平衡状态，反应没有停止，错误。故选AC。

（6）由于反应后体系中没有NaOH，故氢氧化钠反应完，根据钠元素守恒n（NaOH）=n（NaCl）+n（NaClO）+n（NaClO3）=0.03L×10mol/L=0.3mol，根据氯原子守恒有2n（Cl2）=n（NaCl）+n（NaClO）+n（NaClO3）=0.3mol，故参加反应的氯气n（Cl2）=0.15mol。

考点：元素推断，平衡状态的判断，氯气的性质，非金属性的比较