Question

【題目】X、Y、Z、M、W是原子序數(shù)由小到大排列的五種短周期主族元素，其中X、Z、M、W四種元素的原子序數(shù)之和為32，在元素周期表中X是原子半徑最小的元素，Y原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍，Z、M左右相鄰，M、W位于同主族。回答下列問題：

(1)Y在周期表中的位置是________, W的陰離子符號是_____。

(2) Z的單質(zhì)的結構式為________。標準狀況下，試管中收集滿Z的簡單氫化物后倒立于水中（假設溶質(zhì)不向試管外擴散），一段時間后，試管內(nèi)溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為_______。

(3）由X、Z、M三種元素組成的化合物是酸、堿、鹽的化學式分別為________（各舉一例）。

(4）寫出加熱時Y的單質(zhì)與W的最高價氧化物的水化物的濃溶液發(fā)生反應的化學方程式：____________。

(5）化合物甲由X、Z、M、W和Fe五種元素組成，甲的摩爾質(zhì)量為392g·mol-1, 1 mol甲中含有6 mol結晶水。對化合物甲進行如下實驗：

a．取甲的水溶液少許，加入過量的濃NaOH溶液，加熱，產(chǎn)生白色絮狀沉淀和無色、有刺激性氣味的氣體；白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色。

b．另取甲的水溶液少許，加入過量的BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀；再加鹽酸，白色沉淀不溶解。

① 甲的化學式為________。

② 已知100 mL 1 mol·L-1的甲溶液能與20 mL 1 mol·L-1的酸性KMnO4溶液恰好反應，寫出反應的離子方程式：____________。

Answer 1

【答案】 第二周期IVA族 S2- N≡N 0.045mol/L（或1/22.4mol/L） HNO3（或HNO2）、NH3·H2O、NH4NO3（或NH4NO2） C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O

【解析】原子序數(shù)由小到大排列的五種短周期元素X、Y、Z、M、W，在周期表中X是原子半徑最小的元素，則X為H元素；元素Y原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍，Y為C或S，結合原子序數(shù)可知，Y不可能為S元素，故Y為C元素；Z、M左右相鄰，M、W位于同主族，令Z的原子序數(shù)為a，可知M原子序數(shù)為a+1，W原子序數(shù)為a+9，X、Z、M、W四種元素的原子序數(shù)之和為32，則1+a+a+1+a+9=32，解得a=7，故Z為N元素、M為O元素、W為S元素。

(1) Y為C元素，在周期表中位于第二周期IVA族，W為S元素，W的陰離子符號是S2-，故答案為：第二周期IVA族；S2-；

(2)Z為N元素，單質(zhì)的結構式為N≡N；標況下，Z的氫化物為氨氣，氨氣極易溶于水，試管中收集滿氨氣，倒立于水中(溶質(zhì)不擴散)，一段時間后，氨氣體積等于溶液的體積，令體積為1L，則試管內(nèi)溶液的物質(zhì)的量濃度為=0.045mol/L，故答案為：N≡N；0.045mol/L；

(3)X為H元素、Z為N元素、M為O元素。由H、N、O三種元素組成的化合物是酸、堿、鹽的化學式分別為HNO3(或HNO2)、NH3·H2O、NH4NO3(或NH4NO2)，故答案為：HNO3(或HNO2)、NH3·H2O、NH4NO3(或NH4NO2)；

(4)加熱時，碳與濃硫酸發(fā)生反應的化學方程式為C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O，故答案為：C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O；

(5)①取甲的溶液加入過量的濃NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生白色絮狀沉淀和無色刺激性氣味氣體，過一段時間白色絮狀沉淀變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，則說明甲中有亞鐵離子和銨根離子，另取甲的溶液，加入過量BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀，加鹽酸沉淀不溶解，則說明甲中有硫酸根離子，1mol甲中含有6mol結晶水，即甲的化學式中含有6個結晶水，甲的摩爾質(zhì)量為392g/mol，則甲的化學式為(NH4)2Fe(SO4)26H2O，故答案為：(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O；

②100 mL 1 mol·L-1的甲溶液中含有0.1mol Fe2+，20 mL 1 mol·L-1的酸性KMnO4溶液中含有0.02mol MnO4-，恰好反應生成鐵離子和錳離子，反應的離子方程式為5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，故答案為：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。