Question

【題目】W、X、Y、Z 是原子序數依次增大的四種短周期元素。W 的氣態氫化物能使紫色石蕊溶液變藍，W、X和Y三種元素的最高價氧化物的水化物兩兩之間可以發生反應，W、X、Y、Z 的最外層電子數之和為 16。回答下列問題：

(1)Z 單質的電子式是 ________________。W 的氣態氫化物能使紫色石蕊溶液變藍的原因：__________________(用化學方程式表示)。

(2)X、Y、Z 三種元素的簡單離子的離子半徑由大到小的順序是：_____。

(3)Z 最高價氧化物對應的水化物化學式為 ____。

(4)Z 和氧元素、硫元素組成的 SOZ2 是一種液態化合物，沸點為 77℃，遇水能劇烈水解，有白霧和帶有刺激性氣味的氣體逸出， 該氣體可使滴有品紅試液的濾紙褪色。請寫出 SOZ2 和水反應的化學方程式_____。

Answer 1

【答案】 NH3+H2ONH3·H2O Cl->Na+>Al3+ HClO4 SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑

【解析】

因為W、X、Y、Z 是原子序數依次增大的短周期元素，W的氣態氫化物能使紫色石蕊溶液變藍，可確定W是氮元素。W、X和Y三種元素的最高價氧化物的水化物兩兩之間可以發生反應，可推測其中一種最高價氧化物的水化物具有兩性，兩性氫氧化物既可以與強酸反應，也可以與強堿反應，由此可確定X、Y。最后根據W、X、Y、Z 的最外層電子數之和為 16，計算Z的最外層電子數，可確定Z的元素種類。

因為W、X、Y、Z 是原子序數依次增大的短周期元素，W的氣態氫化物能使紫色石蕊溶液變藍，可確定W是氮元素。W、X和Y 三種元素的最高價氧化物的水化物兩兩之間可以發生反應，且W的最高價氧化物的水化物是HNO3（屬于強酸），可推知其中一種元素是鋁（其最高價氧化物的水化物是Al(OH)3，屬于兩性氫氧化物），另一種元素應該是活潑金屬（其最高價氧化物的水化物是強堿），因此可確定X是鈉、Y是鋁。由于W、X、Y、Z 的最外層電子數之和為 16，所以Z的最外層電子數=16-5-1-3=7，又因Z的原子序數比Y大，所以Z為氯元素。結論：W為氮、X為鈉、Y為鋁、Z為氯。

(1)Z的單質是Cl2，兩個氯原子間通過一對共用電子相結合，其電子式為。W 的氣態氫化物是氨氣，氨氣能與水反應生成一水合氨，一水合氨屬于弱堿使溶液顯堿性，發生反應的化學方程式為：NH3+H2ONH3·H2O。

(2) X、Y、Z分別對應的離子符號是Na+、Al3+、Cl-，Na+與Al3+的電子層結構相同（都是10個電子），因為核電荷數越大離子半徑越小，所以Na+半徑大于Al3+半徑。而Cl-核外有18個電子，其電子層比Na+和Al3+多一層，因此Cl-半徑比Na+和Al3+半徑都大，所以三種簡單離子的離子半徑由大到小的順序是Cl->Na+>Al3+。

(3)Z為氯元素，其最高價為+7價，氯元素的最高價氧化物對應的水化物化學式為HClO4。

(4)因SOCl2遇水能劇烈水解，“有白霧產生”推測有HCl氣體生成；“有能使滴有品紅試液的濾紙褪色”推測有SO2產生，HCl和SO2都具有刺激性氣味。所以SOCl2水解反應的化學方程式為SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑。