Question

W、X、Y、Z為四種短周期主族元素，其位置關系如圖1．
（1）若X原子的最外層電子數是次外層的3倍．
①元素X在周期表中的位置

 

．
②工業上由W的單質制備W的氣態氫化物的化學方程式是

 

．
（2）若四種元素中只有一種金屬元素．
①冶煉Y的化學方程式是

 

．
②工業上，將X的單質與Z的最高價氧化物加熱到1900℃以上可制得一種新型陶瓷（ZX），同時得到一種可燃性氣體，該反應的化學方程式是

 

．
③為比較X、Z最高價氧化物的水化物酸性強弱，某同學設計如圖2所示實驗．
I．B試管中盛放的試劑是

 

．
II．C試管中反應的化學方程式是

 

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Answer 1

分析：（1）這幾種元素為短周期元素，根據元素在周期表中的位置知，W和X為第二周期元素，若X原子的最外層電子數是次外層的3倍，X的最外層電子數為6，次外層電子數是2，則X為O元素，W為N元素，Y為P元素，Z為S元素，結合元素在周期表中的位置及物質之間的反應解答；
（2）若四種元素中只有一種金屬元素，這幾種元素為短周期元素，W和Y為第IIIA族元素，W為B元素、Y為Al元素、X為C元素、Z為Si元素，
①活潑金屬采用電解其氧化物或熔融鹽的方法冶煉；
②根據元素守恒知，生成的氣體中含有氧元素，且該氣體能燃燒，則為CO，根據反應物、生成物及反應條件寫出方程式；
③I．氯化氫也能和硅酸鈉反應而造成干擾，所以要除去二氧化碳中的氯化氫；
II．二氧化碳和硅酸鈉反應生成硅酸和碳酸鈉．

解答：解：（1）這幾種元素為短周期元素，根據元素在周期表中的位置知，W和X為第二周期元素，若X原子的最外層電子數是次外層的3倍，X的最外層電子數為6，次外層電子數是2，則X為O元素，W為N元素，Y為P元素，Z為S元素，
①X原子核外有2個電子層，最外層電子數為6，原子核外電子層數等于周期數，主族元素最外層電子數等于其族序數，所以X位于第2周期VIA族，
故答案為：第2周期VIA族；
②在高溫高壓、催化劑條件下，氮氣和氫氣反應生成氨氣，反應方程式為：3H₂+N₂

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃，
故答案為：3H₂+N₂

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃；
（2）若四種元素中只有一種金屬元素，這幾種元素為短周期元素，W和Y為第IIIA族元素，W為B元素、Y為Al元素、X為C元素、Z為Si元素，
①鋁屬于活潑金屬，氯化鋁為分子晶體，其熔融狀態不導電，工業上采用電解氧化鋁的方法冶煉鋁，方程式為：2Al₂O₃

電解    .

冰晶石

4Al+3O₂↑，故答案為：2Al₂O₃

電解    .

冰晶石

4Al+3O₂↑；
②根據元素守恒知，生成的氣體中含有氧元素，且該氣體能燃燒，則為CO，該反應方程式為：3C+SiO₂

1900℃  .

SiC+2CO↑，故答案為：3C+SiO₂

1900℃  .

SiC+2CO↑；
③I．醋酸和碳酸鈣反應生成二氧化碳，但鹽酸具有揮發性，導致二氧化碳中有氯化氫氣體，氯化氫也和硅酸鈉溶液反應而對二氧化碳造成干擾，所以二氧化碳和硅酸鈉溶液反應之前要除去氯化氫氣體，為防止引進雜質和減少二氧化碳的量，B中盛放碳酸氫鈉溶液，故答案為：飽和NaHCO₃溶液；
II．二氧化碳和水反應生成碳酸，碳酸和硅酸鈉發生復分解反應生成硅酸和碳酸鈉，反應方程式為Na₂SiO₃+CO₂+H₂O═Na₂SiO₃+Na₂CO₃，
故答案為：Na₂SiO₃+CO₂+H₂O═Na₂SiO₃+Na₂CO₃．

點評：本題考查了無機物的推斷，根據元素在周期表中的位置及物質的性質來分析解答，涉及金屬的冶煉、實驗方案設計、酸性強弱的判斷等知識點，根據金屬的活潑性確定金屬的冶煉方法，根據強酸制取弱酸確定酸性強弱，題目難度中等．