Question

17．短周期元素X、Y、Z、W中，0.5mol X元素的离子得到6.02×10²³个电子后被还原为中性原子，0.4g X的氧化物恰好与100mL 0.2mol•L^-1的盐酸完全反应，X元素原子核内质子数与中子数相等；X可在Y的气态单质中燃烧，生成化合物X₃Y₂；Z单质常用于消毒杀菌；W元素原子最外层电子数是次外层的2倍．
请填写下列空格：
（1）X、W两种元素的元素符号：XMg，WC．
（2）Z、W两元素组成的物质含有共价键（填“共价”或“离子”），其结构式是．
（3）X、Y、Z三种元素的离子半径由大到小的顺序为Cl^-＞N^3-＞Mg²⁺（用离子符号表示）．
（4）写出工业制备Z元素单质的离子方程式2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-．

Answer 1

分析 短周期元素X、Y、Z、W中，0.5mol的X元素的离子得到6.02×10²³个电子时，被还原为中性原子，6.02×10²³个电子为1mol，则离子为X²⁺，X的氧化物为XO，0.4g A的氧化物恰好与100ml 0.2mol/L的盐酸完全反应，由XO+2HCl═XCl₂+H₂O，可知XO的物质的量为$\frac{1}{2}$×0.1L×0.2mol/L=0.01mol，则M（XO）=$\frac{0.4g}{0.01mol}$=40g/mol，所以X的摩尔质量为40g/mol-16g/mol=24g/mol，又X原子核内质子数目与中子数目相等，则质子数为12，即X为Mg元素；X可在Y的气态单质中燃烧，生成化合物X₃Y₂，则Y为N元素；Z单质常用于消毒杀菌，则Z为Cl元素；W元素原子最外层电子数是次外层的2倍，由于最外层电子数不超过8，原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，故W为C元素．

解答 解：短周期元素X、Y、Z、W中，0.5mol的X元素的离子得到6.02×10²³个电子时，被还原为中性原子，6.02×10²³个电子为1mol，则离子为X²⁺，X的氧化物为XO，0.4g A的氧化物恰好与100ml 0.2mol/L的盐酸完全反应，由XO+2HCl═XCl₂+H₂O，可知XO的物质的量为$\frac{1}{2}$×0.1L×0.2mol/L=0.01mol，则M（XO）=$\frac{0.4g}{0.01mol}$=40g/mol，所以X的摩尔质量为40g/mol-16g/mol=24g/mol，又X原子核内质子数目与中子数目相等，则质子数为12，即X为Mg元素；X可在Y的气态单质中燃烧，生成化合物X₃Y₂，则Y为N元素；Z单质常用于消毒杀菌，则Z为Cl元素；W元素原子最外层电子数是次外层的2倍，由于最外层电子数不超过8，原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，故W为C元素．
（1）X、W两种元素的元素符号分别为Mg、C，
故答案为：Mg；O；
（2）Z、W两元素组成的物质为CCl₄，含有共价键，结构式为：，
故答案为：共价；；
（3）X、Y、Z三种元素的离子分别为Mg²⁺、N^3-、Cl^-，电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，离子电子层越多离子半径越大，故离子半径由大到小的顺序为：Cl^-＞N^3-＞Mg²⁺，
故答案为：Cl^-＞N^3-＞Mg²⁺；
（4）工业制备氯气的离子方程式：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，
故答案为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，推断元素是解题关键，需要学生熟练掌握元素化合物知识，掌握中学常见化学工业，难度不大．