Question

短周期元素X、Y、Z的原子序数依次增大，X和Y同主族，Y和Z同周期，Y与Z能形成离子个数比为1：1的离子化合物A，X与Z能形成原子个数比为1：1的共价化合物B，它们之间能实现如图1所示转化（部分产物已略去）：

（1）Y在周期表的位置是______；
（2）反应①的化学方程式是______．
（3）D溶液呈碱性的原因是（用离子方程式表示）______．
D是很多漂白剂中含有的有效成分，这些产品不能与洁厕灵（含有有机酸和无机酸）一起使用，其原因就是在常温时能发生与反应②相似的反应．某校的学生在实验室利用反应②的原理来制备纯净、干燥的Z₂，仪器装置如图2所示（夹持固定装置的仪器已略去）．
Ⅰ、写出反应②的离子方程式______．
Ⅱ、上述实验装置不够完善，改进方法是______．

Answer 1

解：短周期元素X、Y、Z的原子序数依次增大，Y与Z能形成离子个数比为1：1的离子化合物A，电解A溶液可得X₂、Z₂单质及C，有三种物质生成，其中两种单质，为双原子分子，应为电解水与电解质型的电解，则A为盐溶液，该盐溶液盐的阳离子不能放电，酸根离子放电，则A可能为NaCl，则Y为钠元素，Z为氯元素；X和Y同主族，且X的原子序数较小，X与Z能形成原子个数比为1：1的共价化合物，则X为氢元素．
若A为NaCl，电解NaCl溶液可得H₂、Cl₂单质及NaOH，H₂与Cl₂反应生成HCl，即B为HCl，氯气能与氢氧化钠反应生成次氯酸钠，则X₂ 为H₂，Z₂为Cl₂，次氯酸钠能与HCl反应生成氯气．故符合题意．
所以X为氢元素，Y为钠元素，Z为氯元素；X₂ 为H₂，Z₂为Cl₂，B为HCl，C为NaOH，D为NaClO，
（1）Y为钠元素，原子核外有3个电子层，最外层有1个电子，处于周期表第三周期第IA族，
故答案为：第三周期，第IA族；
（2）反应①为电解氯化钠溶液，生成氢气、氯气与氢氧化钠，
反应的化学方程式为2NaCl+2H₂O2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，
故答案为：2NaCl+2H₂O2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；
（3）D为NaClO，为强碱弱酸盐，溶液中发生ClO^-+H₂O?HClO+OH^-，呈碱性，
故答案为：ClO^-+H₂O?HClO+OH^-；
I、反应②是盐酸与次氯酸钠反应，生成氯化钠、氯气与水，反应的离子方程式为ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O故答案为：ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O；
II、由于盐酸具有挥发性，上述实验装置制取的氯气中含有氯化氢，应在a、b装置之间加一盛有饱和食盐水的洗气瓶，除去HCl，
故答案为：在a、b装置之间加一盛有饱和食盐水（或水）的洗气瓶，除去HCl．
分析：短周期元素X、Y、Z的原子序数依次增大，Y与Z能形成离子个数比为1：1的离子化合物A，电解A溶液可得X₂、Z₂单质及C，有三种物质生成，其中两种单质，为双原子分子，应为电解水与电解质型的电解，则A为盐溶液，该盐溶液盐的阳离子不能放电，酸根离子放电，则A可能为NaCl，则Y为钠元素，Z为氯元素；X和Y同主族，且X的原子序数较小，X与Z能形成原子个数比为1：1的共价化合物，则X为氢元素．
若A为NaCl，电解NaCl溶液可得H₂、Cl₂单质及NaOH，H₂与Cl₂反应生成HCl，即B为HCl，氯气能与氢氧化钠反应生成次氯酸钠，则X₂ 为H₂，Z₂为Cl₂，次氯酸钠能与HCl反应生成氯气．故符合题意．
所以X为氢元素，Y为钠元素，Z为氯元素；X₂ 为H₂，Z₂为Cl₂，B为HCl，C为NaOH，D为NaClO，结合对应物质的性质以及题目要求可解答该题．
点评：本题综合考查元素化合物的推断、电解、离子方程式、对实验装置的理解与评价等，难度中等，掌握电解原理推断元素及相应化合物是关键．