Question

主族元素R的最高价氧化物R₂O 4.7g溶于95.3g水中，所得溶液的质量分数为5.6%，R原子核中含有20个中子；主族元素Q，其单质能与水剧烈反应放出O₂，并能跟R形成典型的离子化合物RQ．试通过计算求：
（1）R和Q各为什么元素（写出推导过程）；
（2）写出R和Q在元素周期表中的位置；
（3）将4.7g R₂O溶于多少克水中，使每50个水分子溶有1个R⁺（写出计算过程）．

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：（1）主族元素Q，其单质能与水剧烈反应放出O₂，则Q为F元素；设出R的相对原子量，然后根据反应方程式及溶质质量分数计算出R的相对原子质量，再根据R的中子数计算出其质子数，从而判断R、Q的名称；
（2）根据计算结果判断R和Q在元素周期表中的物质；
（3）根据n=计算4.7g R₂O的物质的量，根据方程式计算参加反应水的物质的量，根据溶液中水分子与R⁺离子数量关系计算溶液中水的物质的量，两部分相加可得需要水的物质的量．

解答： 解：（1）设R的相对原子质量为M，R₂O与水反应生成ROH的质量为x，
  R₂O+H₂O═2ROH
 2M+16　  2（M+17）
 4.7g　　 x
则：

2M+16

4.7g

=

2(M+17)

x

，
解得：x=

4.7(M+17)

M+8

g，
溶液中ROH的质量分数为：w（ROH）=

4.7(M+17) M+8 g

(4.7+95.3)g

×100%=5.6%，
解得：M=39，
R原子核中含有20个中子，R原子核内质子数为：39-20=19，则R为K，
又因Q能与水反应置换O₂，并能跟R形成离子化合物RQ，则Q为-1价元素，为ⅦA族，则Q为F，
答：R为K元素，Q为F元素；
（2）根据分析可知，R为K元素，位于周期表中第4周期ⅠA族；Q为F元素，位于周期表中第2周期ⅦA族，
答：R在第4周期ⅠA族，Q在第2周期ⅦA族；
（3）R₂O为K₂O，设与K₂O反应的水的质量为x，生成氢氧化钾的物质的量为y，
则：K₂O+H₂O═2KOH
   94g  18g　 2mol
 4.7g　　x　   y
则：x=

18g×4.7g

94g

=0.9g，y=

2mol×4.7g

94g

=0.1mol，
50个水分子溶有1个R⁺，则水分子的物质的量为钾离子的50倍，所以水的物质的量为：0.1mol×50=5mol，
共需要水的质量为：0.9g+18g/mol×5mol=90.9g，
答：需要加入水的质量为90.9g．

点评：本题考查元素化合物推断、化学方程式有关计算，题目难度中等，（3）中计算水的总质量为易错点，注意不要忽略参加反应的水的质量，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学计算能力．