Question

短周期主族元素W、X、Y、Z、M、N、Q原子序数依次增大，元素W的一种核素的中子数为0，X的原子最外层电子数是次外层的2倍，X与M同主族，Z与N同主族，Z^2－电子层结构与氖原子相同。

(1)M在元素周期表中的位置是______。

(2)化合物p由W、X、Y、N四种元素组成。已知向p溶液中加入FeCl₃溶液，溶液变血红色；向p溶液中加入NaOH溶液并加热，可放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。p的化学式为______。

(3)由X、Y、Z三种元素可组成摩尔质量为84 g·mol^－1的物质q，且q分子中三种元素的原子个数之比为1：1：1。已知q分子中各原子均达到8电子稳定结构，且分子中不含双键，但含极性键和非极性键，q分子的结构式为______。

(4)(XY)₂的性质与单质Q₂相似，(XY)₂与NaOH溶液常温下反应的离子方程式为______。

(5)常温下，1 mol Z₃能与Y的最简单氢化物反应，生成一种常见的含氧酸盐和1 mol Z₂，该反应的化学方程式为______。

(6)Z元素与除M外的其余五种元素间两两形成的化合物都不止一种，写出符合下列条件的化合物分子式_____

①Z与其它原子的个数比为2：1；

②分子中电子总数为奇数

(7)用如图的装置，既可设计比较X、M、N非金属性强弱的实验，也可设计比较N、Q非金属性强弱的实验。若用强酸制弱酸的原理比较X、M、N非金属性强弱，则A装置中发生反应的化学方程式是_______；若用氧化还原反应原理比较N、Q非金属性强弱，则B装置中发生反应的离子方程式是________(此空供选用的实验试剂有：KMnO₄固体、MnO₂固体、稀盐酸、浓盐酸、Na₂S溶液、Na₂SO₃溶液、NaOH溶液)。

Answer

第三周期第ⅣA族 NH4SCN N≡C-O-O-C≡N (CN)2+2OH-=CN-+CNO-+H2O 2NH3+4O3=NH4NO3+4O2+H2O NO2或ClO2 Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O或2NaHCO3+ H2SO4=Na2SO4+2CO2↑+2H2O Cl2+S2-=2Cl-+S↓

【解析】

短周期元素W、X、Y、Z、M、N、Q的原子序数依次增大，元素W的一种核素的中子数为0，则W为H元素；X的原子最外层电子数是次外层的2倍，由于最外层电子数不超过8，X只能有2个电子层，原子核外电子排布是2、4，则X为C元素；X与M同主族，则M是Si元素；Z2-电子层结构与氖相同，则Z为O元素；Y元素原子序数介于C、O之间，则Y是N元素；Z、N同一主族，则N为S元素，Q是原子序数比S大的短周期元素，则Q是Cl元素，然后根据物质的结构、性质及元素周期律分析解答。

根据上述分析可知：W是H，X是C，Y是N，Z是O，M是Si，N是S，Q是Cl元素。

(1)M是Si元素，原子核外电子排布是2、8、4，则Si元素在周期表中的位置是位于第三周期第ⅣA族；

(2)化合物p由W、X、Y、N四种元素组成。已知向p溶液中加入FeCl3溶液，溶液变血红色，说明含有SCN-离子；向p溶液中加入NaOH溶液并加热，可放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明p中含有NH4+，则物质p化学式为NH4SCN；

(3)X是C，Y是N，Z是O，由X、Y、Z三种元素可组成摩尔质量为84 g·mol－1的物质q，且q分子中三种元素的原子个数之比为1：1：1。已知q分子中各原子均达到8电子稳定结构，且分子中不含双键，但含极性键和非极性键，由于三种元素都是非金属性元素，原子之间都以共价键结合，C原子可以形成4个共用电子对，N原子可形成3个共用电子对，O原子可形成2个共用电子对，则q分子是(OCN)2，其结构式为N≡C-O-O-C≡N；

(4)X是C，Y是N，Q 是Cl元素，物质(XY)2是(CN)2，其的性质与Cl2相似，(CN)2与NaOH溶液在常温下反应，产生NaCN、NaCNO、H2O，该反应的离子方程式为(CN)2+2OH-=CN-+CNO-+H2O；

(5)Y是N，Z是O，常温下，1 mol O3能与Y的最简单氢化物NH3反应，生成一种常见的含氧酸盐NH4NO3和1 mol O2，同时产生水，根据原子守恒、电子守恒，可得该反应的化学方程式为2NH3+4O3=NH4NO3+4O2+H2O；

(6) Z是O，M是Si，Z元素能与除M外的其余五种元素间两两形成的化合物都不止一种，其中符合：①Z与其它原子的个数比为2：1；②分子中电子总数为奇数，则另外一种元素的原子序数也要为奇数，符合要求的物质分子式为NO2、ClO2；

(7)X是C，M是Si，N是S，其中C、Si是同一主族的元素，Si、S是同一周期的元素，若用强酸制弱酸的原理比较X、M、N非金属性强弱，可根据元素非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性就越强，结合用强酸制弱酸的原理分析。要在分液漏斗中放稀硫酸，在烧瓶中放置Na2CO3或NaHCO3溶液，在广口瓶中放置Na2SiO3溶液，A中发生反应：Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O或2NaHCO3+ H2SO4=Na2SO4+2CO2↑+2H2O；B中发生反应：2CO2+2H2O+Na2SiO3=2NaHCO3+H2SiO3↓；通过酸性：H2SO4＞H2CO3＞H2CO3，从而证明了元素的非金属性：S＞C＞Si；

N是S，Q是Cl元素，若要用氧化还原反应原理比较N、Q非金属性强弱，可通过元素的非金属性越强，其单质的氧化性就越强，活动性强的可以将活动性弱的从化合物中置换出来证明。在分液漏斗中放入浓盐酸，在烧瓶中放KMnO4固体，二者在A中发生氧化还原反应产生Cl2，反应方程式为：2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，在装置B中放Na2S溶液，装置B中发生反应：Na2S+Cl2=2NaCl+S↓ ，该反应的离子方程式为：Cl2+S2-=2Cl-+S↓，看到实验现象是：A中产生黄绿色气体，B中有淡黄色沉淀生成，说明物质的氧化性：KMnO4＞Cl2＞S，从而了证明元素的非金属性： Cl＞S。