Question

短周期元素X、Y、Z、W的原子序數依次增大。X的氫化物的水溶液顯堿性；Y在元素周期表中所處的周期序數與主族序數相等；Z的單質是將太陽能轉化為電能的常用材料；W是重要的“成鹽元素”，主要以鈉鹽的形式存在于海水中。

請回答下列問題：

(1)Y在元素周期表中的位置是________；X的氫化物的電子式是________。

(2)X的氫化物的水溶液與W的氫化物的水溶液混合后恰好反應時，溶液呈________(填“酸”、“堿”或“中”)性，用離子方程式表示其原因：____________________。

(3)Z和W比較，非金屬性較弱的是________(填元素符號)，下列可以驗證這一結論的是________(填序號)。

a．元素在地殼中的含量

b．氧化物對應水化物的酸性

c．斷開氫化物中1 mol H—Z或H—W鍵所需的能量

d．Z與W以共價鍵形成化合物時，Z或W顯示的電性

(4)含Y的兩種鹽溶液混合產生白色沉淀，寫出反應的離子方程式：______________________________________________________。

(5)X、Z、W的最高價氧化物對應的水化物的酸性強弱順序為________(用化學式表示，下同)；Z、W的簡單氣態氫化物的還原性強弱順序為________；X、Z、W的最簡單氫化物中，沸點最高的是________。

 

Answer 1

　(1)第3周期ⅢA族　

(2)酸　NH4+＋H2O??NH3·H2O＋H＋　(3)Si　cd

(4)Al3＋＋3AlO2—＋6H2O=4Al(OH)3↓

(5)HClO4＞HNO3＞H2SiO3　HCl＜SiH4　NH3

【解析】　依題意知，只有氮的氫化物的水溶液呈堿性，所以X為氮元素；短周期中有三種元素所處的周期序數等于其主族序數，它們是氫元素、鈹元素、鋁元素，只有鋁原子的原子序數超過氮原子(原子序數為7)的，則Y為鋁元素；硅常用作太陽能電池材料，所以Z為硅元素；氯化鈉存在于海水中，則W為氯元素。

(1)鋁的原子結構示意圖為，最外層有3個電子，所以，鋁元素位于元素周期表第3周期ⅢA族。NH3是共價化合物，電子式中氮原子有1個孤電子對。

(2)X的氫化物為氨氣，W的氯化物為氯化氫，二者發生反應：NH3＋HCl=NH4Cl，氯化銨是強酸弱堿鹽，其水溶液呈酸性，氯化銨水解的化學方程式為NH4Cl＋H2O??NH3·H2O＋HCl。

(3)氯元素的非金屬性比硅元素的強，由地殼中元素含量的高低不能判斷其非金屬性的強弱，由最高價氧化物對應的水化物的酸性強弱能判斷中心元素的非金屬性強弱，但由非最高價氧化物對應的水化物的酸性的強弱不能判斷元素非金屬性的強弱；斷裂氫化物中共價鍵所需能量的多少決定氫化物的穩定性，由對應氫化物穩定性強弱可以判斷元素非金屬性強弱；四氯化硅中氯元素為負價，硅元素為正價，說明氯元素得電子能力較強，氯元素的非金屬性較強。

(4)氯化鋁和偏鋁酸鈉溶液混合時會發生雙水解反應生成氫氧化鋁沉淀：AlCl3＋3NaAlO2＋6H2O=4Al(OH)3↓＋3NaCl。

(5)在硝酸、高氯酸、硅酸中，高氯酸的酸性最強，硅酸的酸性最弱；硅烷的還原性比氯化氫的還原性強；硅烷、氯化氫和氨氣中，氨分子之間存在氫鍵，其沸點最高。