Question

2．有X、Y、Z、R四種短周期主族元素，Y、Z、R同周期．相關信息如下：

	相關信息
X	單質為雙原子分子，在空氣中所占體積約為78%
Y	含Y元素的物質焰色反應為黃色
Z	同周期元素中原子半徑最小
R	R元素原子的最外層電子數是K層電子數的3倍

Ⅰ．（1）Z元素在周期表的位置是第三周期第ⅦA族，Y、Z、R簡單離子的半徑從大到小的順序是S^2-＞Cl^-＞Na⁺（用離子符號表示）；
（2）由X、Z兩種元素組成的化合物甲，常溫下為易揮發的淡黃色液體，甲分子構型為三角錐形，且分子里X、Z兩種原子最外層均達到8個電子的穩定結構．甲遇水可形成一種常見的漂白性物質．則甲的結構式為；
（3）化合物乙（Y₂R）溶液在空氣中長期放置，與氧氣反應會生成與過氧化鈉的結構和化學性質相似的物質Y₂R₂，其溶液顯黃色．則Y₂R₂的電子式為，寫出乙溶液在空氣中變質生成Y₂R₂的化學方程式4Na₂S+O₂+2H₂O═4NaOH+2Na₂S₂．
Ⅱ．元素X與氫可形成多種化合物，如丙、丁、戊．
（4）丙為一元弱酸，酸性與醋酸類似，對熱十分穩定但受撞擊就爆炸．8.6 g 丙爆炸分生成H₂和6.72L（標況下）X₂，寫出其爆炸的化學方程式2HN₃=3N₂+H₂
（5）丁為離子化合物，遇水反應生成H₂和氣體戊，標況下戊的密度為0.76g•L^-1則物質丁的化學式為H₄H
Ⅲ．Z 的鐵的化合物 FeZ₃．在溶液中分三步水解：
Fe³⁺+H₂O?Fe（OH）²⁺+H⁺K₁
Fe（OH）²⁺+H₂O?Fe（OH）₂⁺+H⁺K₂
Fe（OH）⁺+H₂O?Fe（OH）₃+H⁺K₃
以上水解反應的平衡常數 K₁、K₂、K₃ 由大到小的順序是K₁＞K₂＞K₃．

Answer 1

分析 I．X、Y、Z、R四種元素均為短周期元素，X單質為雙原子分子，在空氣中所占體積約為78%，則X為N元素；含Y元素的物質焰色反應為黃色，則Y為Na；Z是同周期元素中原子半徑最小，且Y、Z、R同周期，則Z為Cl，R元素原子的最外層電子數是K層電子數的3倍，則R為S元素；
Ⅱ．X為N元素，元素X與氫可形成多種化合物，如丙、丁、戊，丙與醋酸類似，為一元弱酸，設丙的分子式為HN_m，HN_m分解的方程式為2HN_m=H₂+mN₂，8.6gHN_m爆炸分解生成H₂和6.72L（標況下）N₂，氮氣為$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，則2：m=$\frac{8.6}{1+14m}$：0.3，解得m=3，所以丙為HN₃，丁為離子化合物，遇水反應生成H₂和氣體戊，標況下戊的密度為0.76g•L^-1，則戊的相對分子質量為0.76×22.4=17，所以戊為氨氣，則丁為NH₄H；
Ⅲ．Fe³⁺在溶液中分步水解，第一步水解程度最大，水解程度依次減小．

解答 解：I．X、Y、Z、R四種元素均為短周期元素，X單質為雙原子分子，在空氣中所占體積約為78%，則X為N元素；含Y元素的物質焰色反應為黃色，則Y為Na；Z是同周期元素中原子半徑最小，且Y、Z、R同周期，則Z為Cl，R元素原子的最外層電子數是K層電子數的3倍，則R為S元素．
（1）Z為Cl，Z元素在周期表的位置是第三周期第ⅦA族，離子電子層數越多，離子半徑越大，電子層結構相同時，核電荷數越多，離子半徑越小，所以Y、Z、R簡單離子的半徑從大到小的順序是 S^2-＞Cl^-＞Na⁺，
故答案為：第三周期第ⅦA族； S^2-＞Cl^-＞Na⁺；
（2）由N、Cl兩種元素組成的化合物甲，常溫下為易揮發的淡黃色液體，甲分子構型為三角錐形，且分子里N、Cl兩種原子最外層均達到8個電子的穩定結構，則N、Cl個數比應為1：3，甲遇水蒸氣可形成一種常見的漂白性物質應為次氯酸，所以在甲中氯顯+1價，所以甲的結構式為，
故答案為：；
（3）化合物乙為Na₂S溶液在空氣中長期放置，與氧氣反應會生成Na₂S₂，則Na₂S₂的電子式為，Na₂S溶液在空氣中變質過程的化學方程式為4Na₂S+O₂+2H₂O═4NaOH+2Na₂S₂，
故答案為：；4Na₂S+O₂+2H₂O═4NaOH+2Na₂S₂；
Ⅱ．X為N元素，元素X與氫可形成多種化合物，如丙、丁、戊，
（4）X為N元素，元素X與氫可形成多種化合物，如丙、丁、戊，丙與醋酸類似，為一元弱酸，設丙的分子式為HN_m，HN_m分解的方程式為2HN_m=H₂+mN₂，8.6gHN_m爆炸分解生成H₂和6.72L（標況下）N₂，氮氣為$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，則2：m=$\frac{8.6}{1+14m}$：0.3，解得m=3，所以丙為HN₃，反應方程式為：2HN₃=3N₂+H₂ ，
故答案為：2HN₃=3N₂+H₂ ；
（5）丁為離子化合物，遇水反應生成H₂和氣體戊，標況下戊的密度為0.76g•L^-1，則戊的相對分子質量為0.76×22.4=17，所以戊為氨氣，則丁為NH₄H，
故答案為：NH₄H；
Ⅲ．Fe³⁺在溶液中分步水解，第一步水解程度最大，各步水解程度依次減小，水解反應的平衡常數 K₁、K₂、K₃ 由大到小的順序是：K₁＞K₂＞K₃，
故答案為：K₁＞K₂＞K₃．

點評 本題考查元素化合物推斷，推斷元素是解題關鍵，問題中涉及的物質中學基本不涉及，側重考查學生知識遷移應用與分析推理能力，難度中等．