Question

前四周期元素X、Y、Z、W核电荷数依次增大，核电荷数之和为58；Y原子的M层p轨道有3个未成对电子；Z与Y同周期，且在该周期中电负性最大；W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4:1，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：2。

(1)Z元素位于元素周期表第______周期第______族。

(2)Y与X形成共价化合物A，Z与X形成共价化合物B，A与B还原性较强的是_______(写分子式)。

(3)Z的最高价氧化物的水化物的化学式为_________；

(4)12.4g单质Y₄与0.3molO₂在一定条件下恰好完全反应生成0.1mol化合物C，一个C分子中所含有的σ键数目为_________；

(5)含W元素的最高化合价的含氧酸根离子是_________，该含氧酸根离子在分析化学中有重要作用，在酸性条件下该含氧酸根离子可将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，请写出该反应的离子方程式_________。

Answer

三 ⅦA PH3 HClO4 12 MnO4- MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O

【解析】

前四周期元素X、Y、Z、W核电荷数依次增加，Y原子的M层p轨道有3个未成对电子，则外围电子排布为3s23p3，故Y为P元素；Z与Y同周期，且在该周期中电负性最大，则Z为Cl元素；W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4：1，最外层电子数为2，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：2，d轨道数目为5，外围电子排布为3d54s2，故W为Mn元素，X、Y、Z、W四种元素的核电荷数之和为58，则X核电荷数为58-15-17-25=1，故X为H元素，据此解答。

根据上述分析可知X是H，Y是P，Z是Cl，W是Mn。

(1)Z是Cl元素，在周期表的位置位于第三周期第VIIA族；

(2) Y与X形成共价化合物A是PH3，Z与X形成共价化合物B是HCl，由于元素的非金属性Cl>P，元素的非金属性越强，简单氢化物的还原性就越弱，所以A与B还原性较强的是PH3；

(3)Z是Cl，最高为+7价，所以Z的最高价氧化物的水化物的化学式为HClO4；

(4)12.4g单质P4的物质的量为0.1mol，0.3molO2在一定条件下恰好完全反应生成0.1mol化合物P4O6，在P4O6分子中，每个分子中有12个P-O键；

(5)含W(Mn)元素的最高化合价的含氧酸根离子是MnO4-，MnO4-具有强的氧化性，在酸性条件下可以将Fe2+氧化为Fe3+，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得该反应的离子方程式为：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O。