Question

【題目】四種短周期元素在周期表中的相對位置如下表所示，其中Z原子最外層電子數是其電子層數的2 倍。元素M與Z同周期，且原子半徑是同周期中最大的。元素R是第四周期的過渡元素；R有甲、乙兩種常見氫氧化物，其中甲在常溫下置于空氣中，會由白色變為灰綠色，最后變為紅褐色的乙。

X	Y
	Z	W

請按要求回答下列問題：

(1)X的單質的電子式：_________；W最高價氧化物的水化物的化學式：________________。

(2)M、Z、W分別形成的簡單離子的半徑由大到小順序為（填離子符號）__________；寫一個能說明元素W比元素Z的非金屬性強的化學方程式：____________________。

(3)甲變為乙的化學方程式為_______________________。

(4)常溫下，當用200mL 1mol·L-1的MOH溶液吸收4.48L（已折算為標準狀況）ZY2時，所得溶液的主要溶質(填化學式)為___________；此時溶液pH<7，則其中含Z元素的幾種粒子(忽略ZY2)的濃度由大到小的順序為___________________________。

(5) 工業上用電化學法治理酸性廢液中的XY3-的原理如圖示，其陰極的反應式為_______________。

Answer 1

【答案】 HClO4 S2->Cl->Na+ H2S+Cl2=S2↓+HCl 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 NaHSO3 c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3) 2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O

【解析】Z原子最外層電子數是其電子層數的2倍，則Z為S元素；根據四種短周期元素在周期表中的相對位置，W為Cl元素，Y為O元素，X為N元素；元素M與Z同周期，且原子半徑是同周期中最大的，M為Na元素。元素R是第四周期的過渡元素；R有甲、乙兩種常見氫氧化物，其中甲在常溫下置于空氣中，會由白色變為灰綠色，最后變為紅褐色的乙，則R為Fe元素，且甲為氫氧化亞鐵，乙為氫氧化鐵。

(1)氮氣的電子式為；氯元素的最高價氧化物的水化物的化學式為，故答案為：；HClO4 ；

(2)離子的電子層越多，離子半徑越大，電子層數相同時，核電荷數越大，離子半徑越小，M、Z、W分別形成的簡單離子的半徑由大到小順序為S2->Cl->Na+；氯氣能夠將硫化氫氧化生成硫單質，說明元素氯比元素硫的非金屬性強，故答案為：S2->Cl->Na+；H2S+Cl2=S2↓+HCl；

(3)氫氧化亞鐵變為氫氧化鐵的化學方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答案為：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；

(4) 200mL 1mol·L-1的NaOH溶液中含有0.2molNaOH，標準狀況下，4.48LSO2的物質的量為=0.2mol，等物質的量的氫氧化鈉和二氧化硫反應生成NaHSO3；此時溶液pH<7，說明電離程度大于水解程度，則其中含S元素的幾種粒子的濃度由大到小的順序為c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3)，故答案為：NaHSO3 ；c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3)；

(5)由圖示知在Ag-Pt電極上NO3-發生還原反應，因此Ag-Pt電極為陰極，在陰極反應是NO3-得電子發生還原反應生成N2，利用電荷守恒與原子守恒知有H2O參與反應且有水生成，所以陰極上發生的電極反應式為：2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O，故答案為：2NO3-+10e-+12H+=6H2O+N2↑。