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U、V、W、X、Y、Z屬于周期表中前18號元素，原子序數依次增大。已知：

①WU₄⁺+XU^－＝WU₃ + U₂X，各種反應物和生成物的電子總數都與Y^＋相等；

②Z的單質在X₂中燃燒的產物可使品紅溶液褪色；

③V的單質在X₂中燃燒可生成VX和VX₂兩種氣體；

④Y的單質是一種金屬，該金屬與X₂反應可生成Y₂X和Y₂X₂兩種固體。

請回答下列問題：

（1）WU₃分子的空間構型為       Z元素在周期表中的位置是                    。

（2）寫出Y₂X₂與水反應的化學方程式：                             。

（3）V、W、X形成的10電子氫化物中，沸點最高的是（寫化學式）                。

（4）U₂X₂與FeSO₄按物質的量之比1：2溶于稀硫酸中，反應的離子方程式為

                                                        。

（5）已知下圖的球棍模型所表示的是由U、W兩種元素組成的共價化合物A， 則A的分子式為              A與氧氣及氫氧化鉀溶液還可構成燃料電池。正極的電極反應為：

（12分）實驗研究發現，硝酸發生氧化還原反應時，硝酸的濃度越稀，對應還原產物中氮元素的化合價越低。某同學取一定量鐵鋁合金與100mL某濃度的硝酸充分反應，反應過程中無氣體放出。在反應結束后的溶液中，逐滴加入4mol·L^－1的氫氧化鈉溶液，所加氫氧化鈉溶液的體積(mL)與產生的沉淀的物質的量(mol)的關系如圖所示（C>0）。試回答下列問題：

（1）寫出反應過程中的離子反應方程式：

OC段                                      ，

DE段                                             ，

EF段___________________________________     __________。

（2）硝酸溶液的物質的量濃度為                mol·L^－1

（3）B的值為_________mol，C的值為           mL。

【解析】由題意知，金屬與硝酸反應時，硝酸的還原產物為NH₄NO₃，由圖又可看出金屬與硝酸反應后，硝酸是過量的，故金屬的氧化產物為Fe(NO₃)₃、Al(NO₃)₃。圖中：①O→C：H^＋＋OH^－===H₂O；②C→88：R^3＋＋3OH^－===R(OH)₃↓(R代表Fe或Al)；③88→94：NH＋OH^－===NH₃·H₂O；④94→104：Al(OH)₃＋OH^－===AlO＋2H₂O。由④知n[Al(OH)₃]＝0.01 L×4 mol·L^－1＝0.04 mol＝n(Al)。由③知，n(NH₄NO₃)＝0.006 L×4 mol·L^－1＝0.024 mol，根據反應中得失電子相等的原則得：3n(R^3＋)＝0.024×8＝0.192 mol，則n(R^3＋)＝0.064 mol＝n(合金)，故混合物中n(Fe)＝0.024mol。0→88 mL中，用于沉淀金屬離子的OH^－有0.064 mol×3＝0.192 mol，故C點：(0.088 L×4 mol·L^－1－0.192 mol)÷4 mol·L^－1＝0.04 L，即40 mL。據原子守恒可知硝酸的物質的量是0.094L×4mol/L＝0.376mol。其濃度是3.76mol/L。

（12分）實驗研究發現，硝酸發生氧化還原反應時，硝酸的濃度越稀，對應還原產物中氮元素的化合價越低。某同學取一定量鐵鋁合金與100mL某濃度的硝酸充分反應，反應過程中無氣體放出。在反應結束后的溶液中，逐滴加入4mol·L^－1的氫氧化鈉溶液，所加氫氧化鈉溶液的體積(mL)與產生的沉淀的物質的量(mol)的關系如圖所示（C>0）。試回答下列問題：

（1）寫出反應過程中的離子反應方程式：

OC段                                     ，

DE段                                            ，

EF段___________________________________    __________。

（2）硝酸溶液的物質的量濃度為               mol·L^－1

（3）B的值為_________mol，C的值為           mL。

【解析】由題意知，金屬與硝酸反應時，硝酸的還原產物為NH₄NO₃，由圖又可看出金屬與硝酸反應后，硝酸是過量的，故金屬的氧化產物為Fe(NO₃)₃、Al(NO₃)₃。圖中：①O→C：H^＋＋OH^－===H₂O；②C→88：R^3＋＋3OH^－===R(OH)₃↓(R代表Fe或Al)；③88→94：NH＋OH^－===NH₃·H₂O；④94→104：Al(OH)₃＋OH^－===AlO＋2H₂O。由④知n[Al(OH)₃]＝0.01 L×4 mol·L^－1＝0.04 mol＝n(Al)。由③知，n(NH₄NO₃)＝0.006 L×4 mol·L^－1＝0.024 mol，根據反應中得失電子相等的原則得：3n(R^3＋)＝0.024×8＝0.192 mol，則n(R^3＋)＝0.064 mol＝n(合金)，故混合物中n(Fe)＝0.024mol。0→88 mL中，用于沉淀金屬離子的OH^－有0.064 mol×3＝0.192 mol，故C點：(0.088 L×4 mol·L^－1－0.192 mol)÷4 mol·L^－1＝0.04 L，即40 mL。據原子守恒可知硝酸的物質的量是0.094L×4mol/L＝0.376mol。其濃度是3.76mol/L。

（13分）下表為元素周期表中前四周期的部分元素（從左到右按原子序數遞增排列，部分涉及到的元素未給出元素符號），根據要求回答下列各小題：

    （1）在以上表格中所有元素里基態原子的電子排布中4s軌道上只有1個電子的元素有            （填元素名稱）。

（2）根據元素原子的外圍電子排布的特征，可將元素周期表前四周期元素分成4個區域，分別為s區、p區、d區、ds區，，則屬于s區的元素有        種，屬于d區的元素有         種。第二周期元素中除Ne外電負性由高到低的三種元素依次是           ,電離能由高到低的三種元素依次是           。

（3）Mn、Fe均為第四周期過渡元素，兩元素的部分電離能數據列于下表：

   回答下列問題：

   Mn元素的電子排布式為____________________________________，

   Fe²⁺的電子排布圖為__________________________

   比較兩元素的I2、I3可知，氣態Mn2+再失去一個電子比氣態Fe2+再失去一個  電子難。對此，你的解釋是：_____________________________

【解析】（1）考查元素周期表的結構和原子核外電子的排布規律。根據構造原理可知4s軌道上只有1個電子的元素是K、Cr和 Cu。

（2）除ds區外，區的名稱來自于構造原理最后填入電子的能級的符號，即s區包括第IA和ⅡA，共2列。p區包括第ⅢA到第 Ⅶ_A以及0族，共6列。D區包括第3列到第10列，共8列。ds區包括第11和12列，共2列。非金屬性越強，電負性越大，第一電離能也越大，非金屬性是Cl＞S＞P，所以電負性是Cl＞S＞P。由于P原子的3p軌道屬于半充滿，屬于第一電離能是Cl＞P＞S。

（3）根據構造原理可以寫出錳元素的電子排布，即1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，Fe²⁺的電子排布圖為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶。由于Mn²⁺的3d軌道屬于半充滿，比較穩定，所以再失去1個電子所需要的能量就高。而Fe²⁺的3d軌道上有6個電子，Fe³⁺的3d軌道上有5個電子，屬于不充滿比較穩定，因此3d能級由不穩定的3d⁶到穩定的3d⁵半充滿狀態，需要的能量相對要少。

（13分）下表為元素周期表中前四周期的部分元素（從左到右按原子序數遞增排列，部分涉及到的元素未給出元素符號），根據要求回答下列各小題：

    （1）在以上表格中所有元素里基態原子的電子排布中4s軌道上只有1個電子的元素有           （填元素名稱）。

（2）根據元素原子的外圍電子排布的特征，可將元素周期表前四周期元素分成4個區域，分別為s區、p區、d區、ds區，，則屬于s區的元素有        種，屬于d區的元素有        種。第二周期元素中除Ne外電負性由高到低的三種元素依次是           ,電離能由高到低的三種元素依次是          。

（3）Mn、Fe均為第四周期過渡元素，兩元素的部分電離能數據列于下表：

   回答下列問題：

   Mn元素的電子排布式為____________________________________，

   Fe²⁺的電子排布圖為__________________________

   比較兩元素的I2、I3可知，氣態Mn2+再失去一個電子比氣態Fe2+再失去一個  電子難。對此，你的解釋是：_____________________________

【解析】（1）考查元素周期表的結構和原子核外電子的排布規律。根據構造原理可知4s軌道上只有1個電子的元素是K、Cr和 Cu。

（2）除ds區外，區的名稱來自于構造原理最后填入電子的能級的符號，即s區包括第IA和ⅡA，共2列。p區包括第ⅢA到第 Ⅶ_A以及0族，共6列。D區包括第3列到第10列，共8列。ds區包括第11和12列，共2列。非金屬性越強，電負性越大，第一電離能也越大，非金屬性是Cl＞S＞P，所以電負性是Cl＞S＞P。由于P原子的3p軌道屬于半充滿，屬于第一電離能是Cl＞P＞S。

（3）根據構造原理可以寫出錳元素的電子排布，即1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，Fe²⁺的電子排布圖為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶。由于Mn²⁺的3d軌道屬于半充滿，比較穩定，所以再失去1個電子所需要的能量就高。而Fe²⁺的3d軌道上有6個電子，Fe³⁺的3d軌道上有5個電子，屬于不充滿比較穩定，因此3d能級由不穩定的3d⁶到穩定的3d⁵半充滿狀態，需要的能量相對要少。