Question

18．X、Y、Z、R是中學化學常見的4種主族元素，原子序數依次增大．Y在周期表前20號元素中原子半徑最大；X、Y可以形成YX型離子化合物，且離子核外電子數相等；Z、R可以形成共價分子RZ，兩原子最外層均達到8電子結構，R顯+1價．回答下列問題：
（1）Y的單質與水反應的化學方程式是2K+2H₂O=2KOH+H₂↑．
（2）R元素在周期表中位于第戊周期ⅦA族．
（3）根據原子結構理論預測：按X、Z、R順序，原子核外電子層數依次遞增，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，非金屬性逐漸減弱，所以X、Z、R三種元素的非金屬性由強及弱的順序是Cl＞Br＞I（填寫元素符號）．
（4）為了證明這一結論，甲同學設計了如下實驗：

序號	實驗內容	實驗現象	用離子方程式解釋現象
實驗Ⅰ	向YZ的水溶液中，加入少許CCl4，逐滴滴加X單質的水溶液，振蕩．	CCl4層顏色變成橙紅色	發生反應的離子方程式是Cl2+2Br-=2Cl-+Br2．
實驗Ⅱ	向上述溶液中加入少量YR的水溶液，振蕩．	CCl4層顏色變成紫紅色	發生反應的離子方程式是Br2+2I-=2Br-+I 2．

乙同學分析后認為：用甲同學的實驗設計比較R、Z的非金屬性不夠嚴謹，你認為他的理由可能是實驗I結束后Cl₂可能剩余．
丙同學為了比較R、Z的非金屬性，在甲同學方案的基礎上補充設計了如下實驗：
向Y、Z、R簡單離子的混合溶液中，加入少許CCl₄，滴加少量X單質的水溶液，振蕩，觀察CCl₄層的顏色．
丙同學的設計依據是在含有I^-、Br^-離子溶液中加入少量Cl₂，還原性強的物質先被氧化．

Answer 1

分析 X、Y、Z、R是中學化學常見的4種主族元素，原子序數依次增大．Y在周期表前20號元素中原子半徑最大，則Y為K元素；X、Y可以形成YX型離子化合物，X表現-1價，處于ⅦA族，且離子核外電子數相等，故X為Cl元素；Z、R可以形成共價分子RZ，兩原子最外層均達到8電子結構，R顯+1價，Z顯-1價，R、Z原子最外層電子式均為7，則R、Z均處于ⅦA族，結合原子序數可知Z為Br、R為I，據此解答．

解答 解：X、Y、Z、R是中學化學常見的4種主族元素，原子序數依次增大．Y在周期表前20號元素中原子半徑最大，則Y為K元素；X、Y可以形成YX型離子化合物，X表現-1價，處于ⅦA族，且離子核外電子數相等，故X為Cl元素；Z、R可以形成共價分子RZ，兩原子最外層均達到8電子結構，R顯+1價，Z顯-1價，R、Z原子最外層電子式均為7，則R、Z均處于ⅦA族，結合原子序數可知Z為Br、R為I．
（1）K與水反應生成KOH與氫氣，反應方程式為：2K+2H₂O=2KOH+H₂↑，
故答案為：2K+2H₂O=2KOH+H₂↑；
（2）R為I元素，元素在周期表中位于第五周期ⅦA族，
故答案為：五；ⅦA；
（3）根據原子結構理論預測：按X、Z、R順序，原子核外電子層數依次遞增，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，非金屬性逐漸減弱，所以X、Z、R三種元素的非金屬性由強及弱的順序是Cl＞Br＞I，
故答案為：原子核外電子層數依次遞增；Cl＞Br＞I；
（4）實驗Ⅰ：向KBr的水溶液中，加入少許CCl₄，逐滴滴加氯水，發生反應：Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂，得到Br₂被四氯化碳萃取，溶液分層，CCl₄層顏色變為橙紅色；
實驗Ⅱ：向上述溶液中加入少量KI的水溶液，振蕩，會發生反應：Br₂+2I^-=2Br^-+I₂，得到I₂被四氯化碳萃取，溶液分層，CCl₄層顏色變為紫紅色；
乙同學分析后認為：用甲同學的實驗設計比較R、Z的非金屬性不夠嚴謹，其理由可能是：實驗I結束后Cl₂可能剩余；
丙同學為了比較R、Z的非金屬性，在甲同學方案的基礎上補充設計了如下實驗：向Y、Z、R簡單離子的混合溶液中，加入少許CCl₄，滴加少量X單質的水溶液，振蕩，觀察CCl₄層的顏色，丙同學的設計依據是：在含有I^-、Br^-離子溶液中加入少量Cl₂，還原性強的物質先被氧化，
故答案為：

序號	實驗內容	實驗現象	用離子方程式解釋現象
實驗Ⅰ		橙紅	Cl2+2Br-=2Cl-+Br2．
實驗Ⅱ		紫紅	Br2+2I-=2Br-+I 2．

；實驗I結束后Cl₂可能剩余；在含有I^-、Br^-離子溶液中加入少量Cl₂，還原性強的物質先被氧化．

點評 本題考查位置結構性質關系應用、元素周期律、元素非金屬性探究實驗，是對學生綜合能力的考查，難度中等．