Question

四种短周期元素在周期表中的相对位置如下表所示，其中Z原子最外层电子数是其电子层数的2 倍。元素M与Z同周期，且原子半径是同周期中最大的。元素R是第四周期的过渡元素；R有甲、乙两种常见氢氧化物，其中甲在常温下置于空气中，会由白色变为灰绿色，最后变为红褐色的乙。

X	Y
	Z	W

请按要求回答下列问题：

(1)X的单质的电子式：_________；W最高价氧化物的水化物的化学式：________________。

(2)M、Z、W分别形成的简单离子的半径由大到小顺序为（填离子符号）__________；写一个能说明元素W比元素Z的非金属性强的化学方程式：____________________。

(3)甲变为乙的化学方程式为_______________________。

(4)常温下，当用200mL 1mol·L^-1的MOH溶液吸收4.48L（已折算为标准状况）ZY₂时，所得溶液的主要溶质(填化学式)为___________；此时溶液pH<7，则其中含Z元素的几种粒子(忽略ZY₂)的浓度由大到小的顺序为___________________________。

(5) 工业上用电化学法治理酸性废液中的XY₃^-的原理如图示，其阴极的反应式为_______________。

Answer

HClO4 S2->Cl->Na+ H2S+Cl2=S2↓+HCl 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 NaHSO3 c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3) 2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O

【解析】Z原子最外层电子数是其电子层数的2倍，则Z为S元素；根据四种短周期元素在周期表中的相对位置，W为Cl元素，Y为O元素，X为N元素；元素M与Z同周期，且原子半径是同周期中最大的，M为Na元素。元素R是第四周期的过渡元素；R有甲、乙两种常见氢氧化物，其中甲在常温下置于空气中，会由白色变为灰绿色，最后变为红褐色的乙，则R为Fe元素，且甲为氢氧化亚铁，乙为氢氧化铁。

(1)氮气的电子式为；氯元素的最高价氧化物的水化物的化学式为，故答案为：；HClO4 ；

(2)离子的电子层越多，离子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，离子半径越小，M、Z、W分别形成的简单离子的半径由大到小顺序为S2->Cl->Na+；氯气能够将硫化氢氧化生成硫单质，说明元素氯比元素硫的非金属性强，故答案为：S2->Cl->Na+；H2S+Cl2=S2↓+HCl；

(3)氢氧化亚铁变为氢氧化铁的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答案为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；

(4) 200mL 1mol·L-1的NaOH溶液中含有0.2molNaOH，标准状况下，4.48LSO2的物质的量为=0.2mol，等物质的量的氢氧化钠和二氧化硫反应生成NaHSO3；此时溶液pH<7，说明电离程度大于水解程度，则其中含S元素的几种粒子的浓度由大到小的顺序为c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3)，故答案为：NaHSO3 ；c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3)；

(5)由图示知在Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应，因此Ag-Pt电极为阴极，在阴极反应是NO3-得电子发生还原反应生成N2，利用电荷守恒与原子守恒知有H2O参与反应且有水生成，所以阴极上发生的电极反应式为：2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O，故答案为：2NO3-+10e-+12H+=6H2O+N2↑。

点睛：本题考查了元素周期表和元素周期律的知识，正确推导出元素是解题的关键。本题的难点是电极反应式的书写，明确阴阳极上发生的电极反应和判断方法是解答的前提。