Question

【题目】W、X、Y、Z 是原子序数依次增大的四种短周期元素。W 的气态氢化物能使紫色石蕊溶液变蓝，W、X和Y三种元素的最高价氧化物的水化物两两之间可以发生反应，W、X、Y、Z 的最外层电子数之和为 16。回答下列问题：

(1)Z 单质的电子式是 ________________。W 的气态氢化物能使紫色石蕊溶液变蓝的原因：__________________(用化学方程式表示)。

(2)X、Y、Z 三种元素的简单离子的离子半径由大到小的顺序是：_____。

(3)Z 最高价氧化物对应的水化物化学式为 ____。

(4)Z 和氧元素、硫元素组成的 SOZ2 是一种液态化合物，沸点为 77℃，遇水能剧烈水解，有白雾和带有刺激性气味的气体逸出， 该气体可使滴有品红试液的滤纸褪色。请写出 SOZ2 和水反应的化学方程式_____。

Answer 1

【答案】 NH3+H2ONH3·H2O Cl->Na+>Al3+ HClO4 SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑

【解析】

因为W、X、Y、Z 是原子序数依次增大的短周期元素，W的气态氢化物能使紫色石蕊溶液变蓝，可确定W是氮元素。W、X和Y三种元素的最高价氧化物的水化物两两之间可以发生反应，可推测其中一种最高价氧化物的水化物具有两性，两性氢氧化物既可以与强酸反应，也可以与强碱反应，由此可确定X、Y。最后根据W、X、Y、Z 的最外层电子数之和为 16，计算Z的最外层电子数，可确定Z的元素种类。

因为W、X、Y、Z 是原子序数依次增大的短周期元素，W的气态氢化物能使紫色石蕊溶液变蓝，可确定W是氮元素。W、X和Y 三种元素的最高价氧化物的水化物两两之间可以发生反应，且W的最高价氧化物的水化物是HNO3（属于强酸），可推知其中一种元素是铝（其最高价氧化物的水化物是Al(OH)3，属于两性氢氧化物），另一种元素应该是活泼金属（其最高价氧化物的水化物是强碱），因此可确定X是钠、Y是铝。由于W、X、Y、Z 的最外层电子数之和为 16，所以Z的最外层电子数=16-5-1-3=7，又因Z的原子序数比Y大，所以Z为氯元素。结论：W为氮、X为钠、Y为铝、Z为氯。

(1)Z的单质是Cl2，两个氯原子间通过一对共用电子相结合，其电子式为。W 的气态氢化物是氨气，氨气能与水反应生成一水合氨，一水合氨属于弱碱使溶液显碱性，发生反应的化学方程式为：NH3+H2ONH3·H2O。

(2) X、Y、Z分别对应的离子符号是Na+、Al3+、Cl-，Na+与Al3+的电子层结构相同（都是10个电子），因为核电荷数越大离子半径越小，所以Na+半径大于Al3+半径。而Cl-核外有18个电子，其电子层比Na+和Al3+多一层，因此Cl-半径比Na+和Al3+半径都大，所以三种简单离子的离子半径由大到小的顺序是Cl->Na+>Al3+。

(3)Z为氯元素，其最高价为+7价，氯元素的最高价氧化物对应的水化物化学式为HClO4。

(4)因SOCl2遇水能剧烈水解，“有白雾产生”推测有HCl气体生成；“有能使滴有品红试液的滤纸褪色”推测有SO2产生，HCl和SO2都具有刺激性气味。所以SOCl2水解反应的化学方程式为SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑。