Question

（14分）

       X、Y、Z、W是元素周期表中前四周期四种常见的元素。已知：W基态原子有7个轨道填充了电子；Y与Z原子最外层的电子数相同，但Y的原子半径比Z小；ZY₂和Y₃都具有漂白性，它们分子的空间构型都是V型；X的合金在生活中有非常广泛的用途，X分别与Y、Z形成化合物甲、乙，在甲、乙中X的质量分数分别为72.4％和63.64％；丙是由X、Y、Z三种元素组成的一种常见的还原剂，在溶液中反应1个阳离子失去1个电子。

（1）W基态原子的最外层（价层）的电子排布式为                           ；X³⁺最外层电子数为              ；Y、Z、W三种单质与Y、W两元素形成的化合物四种物质的熔点从高到低的排序是          。（填化学式）

（2）写出在溶液中，丙与酸性高锰酸钾反应的离子方程式：          。

（3）检验ZY₂的方法是（写出操作步骤和实验现象）             。

（4）高温下甲与W单质剧烈反应。在25℃、101kPa下测得每转移3mol e^-放热416.4kJ该反应的热化学方程式是                          。

 

Answer 1

【答案】

（1）3s²3p¹、13（各1分共2分）、Al₂O_3、、 Al 、S、 O₂(或O₃) （3分）

（2）8H⁺+5Fe²⁺+MnO₄^-=4H₂O+5Fe³⁺+Mn²⁺（3分）

(3)方法一：将气体通入品红溶液，溶液褪色，然后加热，溶液又现红色；方法二：将气体通入溴水，溴水褪色，再向溶液中滴入BaCl₂溶液，有白色沉淀产生。（2分）（其他答案合理也可得分）（4）3Fe₃O₄(s)+8Al(s)= 4 Al₂O₃(s)+9 Fe (s);∆=-3331.2kJ/mol(4分)

【解析】S、p能级分别有一个、三个轨道，现W基态原子有7个轨道填充了电子，则1s2s2p3s共6个轨道填满了电子，3p只能有一个电子，所以W为Al ，最外层电子排布为3s²3p¹；Y与Z原子最外层的电子数相同，说明同主族又Y的原子半径比Z小且ZY₂和Y₃都具有漂白性，它们分子的空间构型都是V型，推知Y、Z分别为O 、S；X的合金在生活中有非常广泛的用途，X分别与O、S形成化合物甲、乙，丙是由X、Y、Z三种元素组成的一种常见的还原剂，在溶液中反应1个阳离子失去1个电子，推知X为Fe不是Al，Fe³⁺最外层电子数为13，Fe²⁺可被MnO₄^-氧化。n(Fe)/n(O)= 72.4/56:27.6/16=3/4 ，甲为Fe₃O₄；n(Fe)/n(S)=63.64/56:36.36/32=1:1，乙为FeS；丙是FeSO₄。Y、Z、W三种单质与Y、W两元素形成的化合物四种物质分别为O₂(或O₃)_、、S、Al、Al₂O₃ ，其中Al₂O₃为原子晶体熔点最高，Al为金属晶体熔点次之，O₂(或O₃)_、、S为分子晶体，熔点从高到低的排序是Al₂O_3、、 Al 、S、 O₂(或O₃)，SO₂的检验可用品红溶液或用溴水（或氯水）将其氧化为SO₄^2-，再检验SO₄^2-即可，高温下甲与W单质剧烈反应。在25℃、101kPa下测得每转移3mol e^-放热416.4kJ，则生成9 mol Fe转移24mol e^-，放热3331.2kJ。