Question

【题目】短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。请回答下列问题：

(1)W在周期表中的位置是__________，Y、Z的离子半径由大到小的顺序为__________ (用元素符号表示)。

(2)下列说法正确的是__________。

a.XY2和WY2都能溶于水生成对应的酸

b.Q的含氧酸的酸性比X的含氧酸的酸性强

c.X的最简单气态氢化物的稳定性大于W的最简单气态氢化物的稳定性

d.由NaOH溶液分别滴入MgQ2、ZQ3溶液中的反应现象可比较Mg和Z金属性的强弱

(3)自来水厂常用QY2对饮用水进行消毒，处理后的水中要求QY2的浓度在0.10～0.80mg·L-1之间。碘量法可以检测水中QY2的浓度，步骤如下：

操作1：取一定体积的水样，加入一定量的碘化钾，再用NaOH溶液调至中性，并加入淀粉溶液，溶液变蓝。

操作II：再加入一定量的Na2S2O3溶液。（己知：2S2O32-+I2=S4O62-+2I-）

操作Ⅲ：然后再加硫酸调节水样pH至1～3。

操作时，不同pH环境中Q元素粒子种类及化合价如图所示：

①操作I中反应的离子方程式是___________________。

②确定操作Ⅱ完全反应的现象是_________________。

③在操作Ⅲ过程中，溶液又呈蓝色，反应的离子方程式是_________________。

④若水样的体积为1.0 L，在操作Ⅱ中消耗了 l.0×10-3mol·L-1的Na2S2O3溶液10 mL，则水样中QY2的浓度是_______ mg.L-1(精确到0.01)。

Answer 1

【答案】 第三周期 IVA族 O2->Al3+ cd 2ClO2+2I-=2ClO2-+I2 蓝色消失，半分钟内不变色 ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O 0.68

【解析】短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示，则X为C元素、Y为O元素、Z为Al元素、W为Si元素、Q为Cl元素。

(1)W为Si元素，原子序数为14，在周期表中位于第三周期IVA族；Y、Z的离子分别为氧离子、铝离子，都含有2个电子层，铝离子的核电荷数较大，则铝离子半径较小，则离子半径由大到小的顺序为：O2-＞Al3+，故答案为：第三周期IVA族；O2-＞Al3+；

(2)a．XY2和WY2分别为CO2和SiO2，二氧化碳溶于水生成碳酸，但是二氧化硅不溶于水，故a错误；b．没有指出最高价，则Q的含氧酸的酸性不一定比X的含氧酸的酸性强，故b错误；c．X的最简单气态氢化物为甲烷，W的最简单气态氢化物为硅烷，非金属性C大于Si，则甲烷的稳定性大于硅烷，故c正确；d．由NaOH溶液分别滴入MgCl2、AlCl3溶液中，氢氧化钠过量时氢氧化镁不溶解，而氢氧化铝溶解，证明氢氧化镁的碱性大于氢氧化铝，则Mg的金属性大于Al，故d正确；故答案为：cd；

(3)①用氢氧化钠溶液调至中性，由图知，此条件下粒子种类为 ClO2，ClO2将加入的碘化钾氧化为I2，自身被还原成ClO2-，离子方程式为：2ClO2+2I-=2ClO2-+I2，故答案为：2ClO2+2I-=2ClO2-+I2；

②加入一定量 Na2S2O3 溶液，发生反应2S2O32-+I2═S4O62-+2I-，使I2还原为I-，故蓝色会消失，故答案为：蓝色消失，半分钟内不变色；

③由图示表明，pH至1～3时，ClO2-将I-氧化成I，生成的I2，反应的离子方程式为：ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O，故答案为：ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O；

④S2O32- ～ I- ～ ClO2

1 1

1.0×10-3mol/L×0.01L1.0×10-5mol

m(ClO2)=n(ClO2)×M(ClO2)=1.0×10-5mol×67.5×103mgmol-1=0.675mg，由于水样为 1L，所以 ClO2 的浓度为=0.675 mgL-1≈0.68mgL-1，故答案为：0.68。