Question

Q、W、X、Y、Z是原子序数逐渐增大的短周期元素．已知Q在所有原子中的原子半径最小，W是形成化合物种类最多的元素，Y的最外层电子数是内层电子数的3倍，Y和Z能形成原子个数比为1：1和1：2的两种离子化合物．
（1）Z的离子结构示意图是

．
（2）Y和Z两种元素形成的简单离子的半径大小是

O^2-＞Na⁺

（用离子符号表示）；其形成的原子个数比为1：1的化合物中存在的化学键类型是

离子键、共价键

．
（3）X和Z组成的一种离子化合物，能与水反应生成两种碱，其反应的化学方程是

Na₃N+4H₂O=3NaOH+NH₃?H₂O

．
（4）WQ₄与Y₂反应通过右图装置可将化学能转化为电能．
b电极通入的气体是

氧气

；a电极上发生的电极反应式是

CH₄+10OH^--8e-=CO₃^2-+7H₂O

．

Answer 1

分析：Q、W、X、Y、Z是原子序数逐渐增大的短周期元素．Q在所有原子中的原子半径最小，则Q为氢元素；W是形成化合物种类最多的元素，则W为碳元素；Y的最外层电子数是内层电子数的3倍，则Y有2个电子层，最外层电子数为6，则W为氧元素；X原子序数介于碳元素与氧元素之间，则X为氮元素；Y和Z能形成原子个数比为1：1和1：2的两种离子化合物，则Z为Na元素，据此解答．

解答：解：Q、W、X、Y、Z是原子序数逐渐增大的短周期元素．Q在所有原子中的原子半径最小，则Q为氢元素；W是形成化合物种类最多的元素，则W为碳元素；Y的最外层电子数是内层电子数的3倍，则Y有2个电子层，最外层电子数为6，则W为氧元素；X原子序数介于碳元素与氧元素之间，则X为氮元素；Y和Z能形成原子个数比为1：1和1：2的两种离子化合物，则Z为Na元素，
（1）钠离子核外有2个电子层，最外层电子数为8，离子结构示意图是，故答案为：；
（2）O^2-、Na⁺电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，离子半径O^2-＞Na⁺，过氧化钠中存在离子键、共价键，
故答案为：O^2-＞Na⁺；离子键、共价键；
（3）X和Z组成的一种离子化合物，能与水反应生成两种碱，该离子化合物Na₃N，与水反应生成氢氧化钠与一水合氨，反应化学方程式为：Na₃N+4H₂O=3NaOH+NH₃?H₂O，
故答案为：Na₃N+4H₂O=3NaOH+NH₃?H₂O；
（4）由电子流向可知，a为负极，b为正极，b极通入的气体为氧气，甲烷在a极反应氧化反应，在碱性条件下放电生成碳酸根、水，电极反应式：CH₄+10OH^--8e-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案为：氧气；CH₄+10OH^--8e-=CO₃^2-+7H₂O．

点评：本题考查结构性质位置关系、常用化学用语、半径比较、化学键、原电池等，难度中等，推断元素是解题的关键，（4）中电极反应式书写可以利用总反应式减正极反应式．