Question

設X、Y、Z代表3種元素．已知：
①X⁺和Y^-兩種離子具有相同的電子層結構；
②Z元素原子核內質子數比Y原子核內質子數少9個；
③Y和Z兩種元素可以形成4核42個電子的負一價陰離子．
據此，請填空：
（1）寫出X、Y、Z三種元素的名稱X

鉀

，Y

氯

，Z

氧

．
（2）寫出X、Y兩種元素最高價氧化物對應水化物相互反應的離子方程式：

OH^-+H⁺═H₂O

．

Answer 1

分析：由Y和Z兩種元素可以形成4核42個電子的負一價陰離子，分情況討論、計算得Y、Z分別是氯、氧元素；結合①得是K元素．X、Y的最高價氧化物的水化物分別是氫氧化鉀、高氯酸，它們發生的反應是酸堿中和反應生成鹽和水．

解答：解：（1）Y和Z兩種元素形成的4核負一價陰離子有以下三種情況：（1）Y₂Z₂^-、（2）YZ₃^-、（3）Y₃Z^-，由于該負一價陰離子有42個電子，電子數是偶數，可排除情況（1），
根據情況（2）、（3）討論、計算．令Z的質子數為n，由知②，則Y的質子數為n+9，若情況（2）：（n+9）+3n+1=42；解之得：n=8；則n+9=17．所以Z為O元素，Y為Cl元素．
若情況（3）：3（n+9）+n+1=42；解之得：n=3.5（不合題意，舍去）．
故Z為O元素，Y為Cl元素．X⁺和Y^-是兩種簡單的一價離子，具有相同的電子層結構，X、Y兩元素處于相鄰的兩周期，且X位于Y的下一周期，Y為Cl，Cl^-核外有18個電子，
所以X⁺核外有18個電子，因此，X⁺核內質子數為18+1=19，故X為K元素．故答案為：鉀；氯；氧；
（2）K元素最高價氧化物對應水化物為KOH，是強堿；Cl元素最高價氧化物對應水化物HClO₄，是強酸，兩者相互反應的離子方程式為：OH^-+H⁺═H₂O．故答案為：OH^-+H⁺═H₂O．

點評：本題考查的是原子結構與性質，結合已知條件通過討論、計算來推斷元素；審題時注意，要求書寫元素符號還是元素名稱，此類習題常常出錯．