Question

已知X、Y、Z、W是短周期中原子序数依次增大的4种主族元素。X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构，工业上通过分离液态空气获得其单质；元素Y 的原子最外层电子数是其内层的3倍；Z元素+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同；W的单质常温常压下为气态。

回答下列问题：

（1）元素W在周期表中位于第 ________ 周期，第 ________ 族。

（2）从空气中获得的X元素单质的电子式： ________ 。

（3）比较Y与Z形成的简单（单原子）离子的半径相对大小：________﹤        （用离子符号表示）。

（4）管道工人曾经用X的氢化物检验W单质是否泄漏。W单质能将X从其气态氢化物中置换出来。试写出该反应的化学方程式： ________ ；W单质泄漏时出现的现象是 ________ 。

Answer

3 ⅦA r(Mg2+)﹤r(O2-) 2 NH3 +3 Cl2 ═ 6 HCl + N2（或8 NH3 +3 Cl2 ═ 6 NH4Cl + N2） 产生白烟

【解析】本题考查元素的推断，X元素：在工业上通过分离液态空气获得其单质，则X元素为N，元素Y的原子最外层电子数是其内层的3倍，则Y为O，Z元素的＋2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同，即Z为Mg，W的单质常温下为气态，且四种主族元素的原子序数依次增大，即W为Cl，（1）Cl元素位于第三周期第VIIA族；（2）X元素的单质为N2，两个氮原子之间共用三键，电子式为：；（3）Y的简单离子是O2－，Z的简单离子是Mg2＋，它们的核外电子排布相同，因此离子半径随着原子序数的递增而减小，因此半径大小顺序是O2－>Mg2＋；（4）Cl2将N2从氨气中置换出来，反应方程方式为8NH3＋3Cl2=6NH4Cl＋N2，现象是有白烟产生。

点睛：本题利用物质的状态及用途以及核外电子排布规律进行推断，如X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构，工业上通过分离液态空气获得其单质，工业上合成氨时得到氮气的方法，因此推出X为N；元素Y的原子最外层电子数是其内层的3倍，根据核外电子排布规律， Y不能是第三周期元素，因此第三周期K、L层为内层，电子数分别是2、8，这样最外层电子数是30，不符合最外层电子不能超过8个，因此Y属于第二周期，然后利用其他性质推出其他元素。