Question

如表是短周期中部分元素的原子半径及主要化合价．

元素代号	U	V	W	X	Y	Z
原子半径/nm	0.037	0.157	0.066	0.070	0.077	0.143
主要化合价	+1	+1	-2	-3，+5	+2，+4	+3

请回答：
（1）Y在元素周期表中的位置是

 

，镁条在盛有YW₂气体的集气瓶中燃烧的现象为

 

，化学方程式为

 

（2）V、W、Z三种元素的离子具有相同的电子层结构，三者的离子半径由大到小顺序是

 

（3）W、X、Y分别与U可形成10电子共价化合物，分别写出它们的化学式

 

（4）现有Z与V₂W₂的固体混合物样品，加入稀盐酸至混合物完全溶解，所得的混合液中c（Z³⁺）：c（H⁺）：c（Cl^-）=1：2：8，则原固体混合物中，Z元素与W元素的质量比为

 

（最简整数比）．

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：主族元素中，元素最高化合价与其族序数相等，最大化合价=族序数-8，同一主族元素中，原子半径随着原子序数增大而增大，同一周期元素中，原子半径随着原子序数增大而减小，根据表中化合价知，U、V为第IA族元素，W属于第VIA族元素，X属于第VA族元素，Y属于第IV族元素，Z属于第IIIA族元素，U原子半径最小则U为H元素，X原子半径和Y相近且X原子半径小于Y且都小于V，则Y为C、X为N元素、V为Na元素；Z原子半径和V相近，则Z为Al元素；W原子半径小于X，则W为O元素，据此答题．

解答： 解：主族元素中，元素最高化合价与其族序数相等，最大化合价=族序数-8，同一主族元素中，原子半径随着原子序数增大而增大，同一周期元素中，原子半径随着原子序数增大而减小，根据表中化合价知，U、V为第IA族元素，W属于第VIA族元素，X属于第VA族元素，Y属于第IV族元素，Z属于第IIIA族元素，U原子半径最小则U为H元素，X原子半径和Y相近且X原子半径小于Y且都小于V，则Y为C、X为N元素、V为Na元素；Z原子半径和V相近，则Z为Al元素；W原子半径小于X，则W为O元素，
（1）Y为碳元素，在元素周期表中第二周期第ⅣA族，镁条在盛有CO₂气体的集气瓶中燃烧会产生氧化镁和碳，所以可以看到有黑烟产生，化学方程式为CO₂+2Mg

点燃  .

2MgO+C，
故答案为：第二周期第ⅣA族；有黑烟产生；CO₂+2Mg

点燃  .

2MgO+C；
（2）V是Na元素、W是O元素、Z为Al元素，电子层结构相同的离子，离子半径随着原子序数增大而减小，所以Na、O、Al三种元素的离子具有相同的电子层结构，三者的离子半径由大到小顺序是O^2-＞Na⁺＞Al³⁺，
故答案为：O^2-＞Na⁺＞Al³⁺；
（3）W、X、Y分别与U可形成10电子共价化合物，它们分别为H₂O、NH₃、CH₄，故答案为：H₂O、NH₃、CH₄；
（4）反应有HCl剩余，溶液为NaCl、HCl、AlCl₃混合溶液，同一溶液中离子浓度之比等于物质的量之比，令n（Al³⁺）、n（H⁺）、n（Cl^-）分别为1mol、2mol、8mol，根据电荷守恒，可知n（Na⁺）=n（Cl^-）-n（H⁺）-3n（Al³⁺）=8mol-2mol-1mol×3=3mol，结合守恒可知，原混合物中n（Al）=n（Al³⁺）=1mol，n（O原子）=n（Na⁺）=3mol，故m（Al）：（O元素）=1mol×27g/mol：3mol×16g/mol=9：16，
故答案为：9：16．

点评：本题主要考查了常见元素化合物知识、离子半径比较、10电子结构、化学计算等知识，中等难度，解题的关键是元素推断，答题的难点是计算，答题时要注意运用守恒思想进行化学计算．