Question

短周期元素X、Y、Z原子序数依次递增．X、Y、Z的最外层电子数之和为13，Y是所在周期中金属性最强的，X、Z在同一主族．
（1）Z元素在周期表中的位置是

 

．
（2）X、Y、Z三种元素简单离子半径大小的顺序为

 

 （用离子符号表示）．
（3）Y₂ZX₃溶液显

 

性，能证明该溶液中存在水解平衡的事实是

 

 （填序号）
a．滴入酚酞溶液变红，再加入稀H₂SO₄红色褪去
b．滴入酚酞溶液变红，再加入氯水红色褪去
c．滴入酚酞溶液变红，再加入BaCl₂溶液产生沉淀且红色褪去
（4）化合物FeZ₂和FeX可发生如下转化（部分产物和条件略去）
FeZ₂

稀硫酸

澄清滤液

足量NaOH

沉淀

蒸干、灼烧

一定条件

FeX
①FeZ₂与稀硫酸反应的化学方程式是

 

②隔绝空气的条件下，若向刚生成的沉淀中通入HCl，可能观察到的现象

 

，反应的离子方程式

 

（5）某草酸盐晶体K_xFe_y（C₂O₄）_z．wH₂0中铁为+3价，草酸根为-2价，且知x+y+z=7． 取该晶体做了以下实验：
a．取4.910g晶体在不同温度下加热至恒重，所得固体的化学式和质量如下表：

	120℃	300℃	480℃
化学式	KxFey（C2O4）Z	KxFeyO（C2O4）Z-1	KxFeyO2（C2O4）Z-2
质量	4.370g	3.650g	2.930g

加热到300℃以上时，还生成了一种不常见的碳的氧化物气体（用R表示）；
b．另取4.910g晶体，经过加酸溶解、加足量碱沉淀、灼烧至恒重，铁元素全部转化为 Fe₂O₃，质量为 O.800g
①草酸盐晶体中结晶水的质量分数为

 

 （保留三位小数）；
②R的化学式为

 

；
③确定草酸盐晶体的化学式

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：短周期元素X、Y、Z原子序数依次递增，X、Y、Z的最外层电子数之和为13，Y是所在周期中金属性最强的，则Y只能是Na元素；X、Z在同一主族，X和Z最外层电子数之和为12，则X为O、Z为S元素；
（1）主族元素原子核外电子层数与其周期数相等、最外层电子数与其族序数相等，据此确定Z元素在周期表中的位置；
（2）原子电子层数越多，其离子半径越大，电子层结构相同的离子，离子半径随着原子序数增大而减小；
（3）Na₂SO₃溶液显碱性，亚硫酸钠和氯化钡反应生成亚硫酸钡沉淀，从而抑制亚硫酸根离子水解；
（4）①FeS₂与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和硫化氢、S；
②隔绝空气的条件下，生成的白色沉淀是氢氧化亚铁，若向刚生成的沉淀中通入HCl，氢氧化亚铁溶于稀盐酸生成氯化亚铁；
（5）①加热120℃时得到K_xFe_y（C₂O₄）_Z，完全失去K_xFe_y（C₂O₄）_Z?wH₂O中结晶水，计算结晶水的质量，进而计算结晶水的质量分数；
②结合化学式K_xFe_y（C₂O₄）_Z?wH₂O、300℃时物质的化学式，根据原子守恒确定R的化学式；
③根据质量守恒，计算300℃时生成R的质量，根据反应方程式进而计算K_xFe_y（C₂O₄）_Z?wH₂O的物质的量，再根据M=

m

n

计算其摩尔质量；
根据Fe元素守恒计算晶体中y的值，结合电荷守恒、x+y+z=7计算x、z的值，结合晶体相对分子质量计算w的值，进而确定晶体的化学式．

解答： 解：短周期元素X、Y、Z原子序数依次递增，X、Y、Z的最外层电子数之和为13，Y是所在周期中金属性最强的，则Y只能是Na元素；X、Z在同一主族，X和Z最外层电子数之和为12，则X为O、Z为S元素；
（1）主族元素原子核外电子层数与其周期数相等、最外层电子数与其族序数相等，S原子核外有3个电子层、最外层有6个电子，所以Z位于第三周期第VIA族，
故答案为：第三周期第VIA族；
（2）原子电子层数越多，其离子半径越大，电子层结构相同的离子，离子半径随着原子序数增大而减小，所以这三种元素离子半径顺序是Na⁺＜O^2-＜S^2-，
故答案为：Na⁺＜O^2-＜S^2-；
（3）Na₂SO₃是强碱弱酸盐，亚硫酸根离子水解导致溶液显碱性，亚硫酸钠和氯化钡反应生成亚硫酸钡沉淀，从而抑制亚硫酸根离子水解，加有酚酞的试液褪色，故答案为：碱；C；
（4）①FeS₂与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和硫化氢、S，反应方程式为FeS₂+H₂SO₄=FeSO₄+S↓+H₂S↑，故答案为：FeS₂+H₂SO₄=FeSO₄+S↓+H₂S↑；
②隔绝空气的条件下，生成的白色沉淀是氢氧化亚铁，若向刚生成的沉淀中通入HCl，氢氧化亚铁溶于稀盐酸生成氯化亚铁，溶液变为浅绿色，所以看到的现象是：白色沉淀溶解、溶液变浅绿色，离子方程式为Fe（OH）₂+3H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：白色沉淀溶解、溶液变浅绿色；Fe（OH）₂+3H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（5）①加热120℃时得到K_xFe_y（C₂O₄）_Z，完全失去K_xFe_y（C₂O₄）_Z?wH₂O中结晶水，结晶水的质量为4.91g-4.37g=0.54g，晶体中结晶水的质量分数为

0.54g

4.91g

×100%≈11.0%，
故答案为：11.0%；
②结合化学式K_xFe_y（C₂O₄）_Z?wH₂O、300℃时物质的化学式为K_xFe_yO（C₂O₄）_Z-1，根据原子守恒，R中C原子数目为2，O原子数目为4-1=3，故R的化学式为：C₂O₃，
故答案为：C₂O₃；
③根据质量守恒，300℃时生成C₂O₃的质量质量为4.37g-3.65g=0.72g，其物质的量为

0.72g

72g/mol

=0.01mol，由K_xFe_y（C₂O₄）_Z?wH₂O=K_xFe_y（C₂O₄）_Z+C₂O₃+wH₂O，可知K_xFe_y（C₂O₄）_Z?wH₂O的物质的量为0.01mol，故K_xFe_y（C₂O₄）_Z?wH₂O的摩尔质量为

4.91g

0.01mol

=491g/mol，
根据Fe元素守恒，0.01mol×y=

0.8g

180g/mol

×2，则y=1，由x+y+z=7，则x+z=6，由电荷守恒可知x+3=2z，联立方程解得x=3，z=3，故w=

491-39×9-88×3

18

=3，故该草酸盐晶体的化学式为：K₃Fe（C₂O₄）₃?3H₂O，
故答案为：K₃Fe（C₂O₄）₃?3H₂O．

点评：本题考查位置结构性质关系，侧重考查分析计算能力，涉及复杂化学式的确定、元素周期律、盐类水解、氧化还原反应等知识点，这些都是高考高频点，难点是复杂化学式的确定，要结合原子守恒进行计算，题目难度中等．