Question

16．短周期元素X、Y、Z、Q在元素周期表中的相对位置如图，地壳中含量最高的元素已包含其中．回答下列问题：

		Y		Q
X					Z

（1）Q在元素周期表中的位置是第二周期VIA族．X离子的结构示意图为．
（2）下列选项中，能证明元素非金属性Z强于Y的是C．
A．反应中，Y原子得到的电子数比Z原子得到的电子数多
B．最高正价，Z比Y的高
C．最高价氧化物的水化物酸性：Z＞Y
（3）ZQ₂是国际公认高效安全杀菌消毒剂，已知ZQ₂可将弱酸性废水中的Mn²⁺转化为MnO₂而除去，同时ZQ₂被还原为Z^-，该反应的离子方程式为5Mn²⁺+2ClO₂+6H₂O=5MnO₂↓+2Cl^-+12H⁺．
（4）H元素与Y形成的化合物中二者的质量之比是1：3，已知常温下4g该化合物完全燃烧并恢复到原来温度时放出222.6kJ热量，则表示该化合物燃烧热的热化学方程式为CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.4kJ/mol．
（5）表中X的最高价氧化物对应水化物的化学式为X（OH）_n，在25℃时，其饱和溶液能使酚酞试液变红，则其饱和溶液中的pH=10.3（已知：25℃，Ksp[X（OH）_n]=4.0×l0^-12；lg5=0.7）．

Answer 1

分析 短周期元素X、Y、Z、Q，地壳中含量最高的元素已包含其中，由元素在元素周期表中的相对位置，可知Y为C元素、Q为O元素、X为Mg、Z为Cl．
（1）Q为氧元素，处于周期表中第二周期VIA族；Mg²⁺离子核外电子数为10，结合核外电子排布规律书写离子结构示意图；
（2）可以根据氢化物稳定性、单质与氢气反应难易程度、最高价氧化物对应水化物的酸性强弱、相化合时化合物中元素化合价等判断，与失去电子数目多少；
（3）ClO₂可将弱酸性废水中的Mn²⁺转化为MnO₂而除去，同时ClO₂被还原为Cl^-，根据电荷守恒应有氢离子生成，配平书写离子方程式；
（4）H元素与碳元素形成的化合物中二者的质量之比是1：3，则该化合物为CH₄，计算1mol甲烷燃烧放出的热量，注明物质的聚集状态与反应热书写热化学方程式；
（5）氢氧化镁饱和溶液中2c（Mg²⁺）=c（OH^-），根据Ksp[Mg（OH）₂]=c（Mg²⁺）×c²（OH^-）=4.0×l0^-12计算c（OH^-），再结合水的离子积计算c（H⁺），根据pH=-lgc（H⁺）计算pH．

解答 解：短周期元素X、Y、Z、Q，地壳中含量最高的元素已包含其中，由元素在元素周期表中的相对位置，可知Y为C元素、Q为O元素、X为Mg、Z为Cl．
（1）Q为氧元素，处于周期表中第二周期VIA族；Mg²⁺离子核外电子数为10，离子结构示意图为，
故答案为：第二周期VIA族；；
（2）A．非金属强弱与获得电子难易程度有关，与获得电子数目多少无关，故A错误；
B．最高正价高，元素的非金属性不一定强，与获得电子难易程度有关，故B错误；
C．元素非金属性与最高价氧化物水化物的酸性一致，最高价氧化物的水化物酸性：Z＞Y，说明Z的非金属性更强，故C正确．
故选：C；
（3）ClO₂可将弱酸性废水中的Mn²⁺转化为MnO₂而除去，同时ClO₂被还原为Cl^-，根据电荷守恒应有氢离子生成，反应离子方程式为：5Mn²⁺+2ClO₂+6H₂O=5MnO₂↓+2Cl^-+12H⁺，
故答案为：5Mn²⁺+2ClO₂+6H₂O=5MnO₂↓+2Cl^-+12H⁺；
（4）H元素与碳元素形成的化合物中二者的质量之比是1：3，则该化合物为CH₄，1mol甲烷燃烧放出的热量为222.6kJ×$\frac{1mol×16g/mol}{4g}$=890.4kJ，故甲烷燃烧热的热化学方程式为：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.4kJ/mol，
故答案为：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.4kJ/mol；
（5）氢氧化镁饱和溶液中2c（Mg²⁺）=c（OH^-），Ksp[Mg（OH）₂]=c（Mg²⁺）×c²（OH^-）=4.0×l0^-12，则：0.5c（OH^-）×c²（OH^-）=4.0×l0^-12，解得c（OH^-）=2.0×l0^-4，故c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{2×1{0}^{-4}}$=5.0×l0^-11，则pH=-lgc（H⁺）=10.3，
故答案为：10.3．

点评 本题以元素推断为载体，考查元素周期表、元素周期律、热化学方程式书写、氧化还原反应、溶度积有关计算，是对化学原理的综合考查，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力．