Question

（14分） X、Y、Z、W、M、Q為原子序數依次增大的六種短周期元素，常溫下，六種元素的常見單質中三種為氣體，三種為固體。X與M，W與Q分別同主族， X是原子半徑最小的元素，且X能與Y、Z、W分別形成電子數相等的三種分子，W是地殼中含量最多的元素。試回答下列問題：
(1)W、M、Q四種元素的原子半徑由大到小的排列順序是  　 ＞　　　＞　　(用元素符號表示)。
(2)元素M和Q可以形成化合物M₂Q，寫出M₂Q的電子式                  。
(3) Z、W、Q三種元素的簡單氣態氫化物中穩定性最強的是       ，沸點最低的是      。（用分子式表示）
(4) W的一種氫化物含18個電子, 該氫化物與QW₂化合時生成一種強酸,其化學方程式為　　。
(5)由X、Z、W、Q四種元素中的三種元素可組成一種強酸，該強酸的稀溶液能與銅反應，則該反應的化學方程式為                                                        。
(6)由X、Z、W、Q四種元素組成的陰陽離子個數比為1:1的化合物A，已知A既能與鹽酸反應生成氣體，又能與氫氧化鈉的濃溶液反應生成氣體，且能使氯水褪色，寫出A與足量氫氧化鈉溶液在加熱條件下反應的離子方程式                                                    。
(7)分子式為X₂Y₂W₄的化合物與含等物質的量的KOH的溶液反應后所得溶液呈酸性，該溶液中各離子濃度由大到小的順序為c(K⁺)＞    　 ＞　　　　＞　　　　＞c(OH^－)。將2mL 0.1mol/L X₂Y₂W₄的溶液和4mL0.01mol/L酸性KMnO₄溶液混合，發現開始溶液顏色變化不明顯，后溶液迅速褪色。解釋原因                                        。

Answer 1

(1)Na＞S＞O（1分） (2)（1分） (3) H₂O   H₂S（各1分）
(4) H₂O₂+SO₂＝H₂SO₄（2分）
(5)3Cu＋8HNO₃(稀)＝3Cu(NO₃)₂＋2NO↑＋4H₂O（2分，不寫稀扣1分）
(6)NH₄⁺+HSO ＋2OH^- △NH₃↑＋SO₃^2—+ 2H₂O（2分，不寫加熱扣1分）
(5) c(HC₂O)＞c(H^＋)＞c(C₂O)（2分）反應生成的MnSO₄能催化該反應，加快反應速率。（2分）

試題分析：X、Y、Z、W、M、Q為原子序數依次增大的六種短周期元素，W是地殼中含量最多的元素，因此W是O。W與Q同主族，因此Q是S。X是原子半徑最小的元素，則X是H。X與M同主族，且M的原子序數大于氧元素，則M是Na。常溫下，六種元素的常見單質中三種為氣體，三種為固體，且X能與Y、Z、W分別形成電子數相等的三種分子，所以Y是C，Z是N。
(1)同周期自左向右原子半徑逐漸減小，同主族自上而下原子半徑逐漸增大，則W、M、Q四種元素的原子半徑由大到小的排列順序是Na＞S＞O。
(2)元素M和Q可以形成化合物Na₂S，含有離子鍵的離子化合物，電子式為。
(3)非金屬性越強，氫化物的穩定性越強，Z、W、Q三種元素的非金屬性強弱順序為O＞N＞S，則簡單氣態氫化物中穩定性最強的是H₂O。由于水分子間以及氨氣分子間均存在氫鍵，所以沸點最低的是H₂S。
(4) W的一種氫化物含18個電子, 則該氫化物是雙氧水。雙氧水與SO₂化合的化學方程式為H₂O₂+SO₂＝H₂SO₄。
(5)由X、Z、W、Q四種元素中的三種元素可組成一種強酸，該強酸的稀溶液能與銅反應，因此是稀硝酸，則該反應的化學方程式為3Cu＋8HNO₃(稀)＝3Cu(NO₃)₂＋2NO↑＋4H₂O。
(6)由X、Z、W、Q四種元素組成的陰陽離子個數比為1:1的化合物A，已知A既能與鹽酸反應生成氣體，又能與氫氧化鈉的濃溶液反應生成氣體，且能使氯水褪色，則A應該是亞硫酸氫銨，因此A與足量氫氧化鈉溶液在加熱條件下反應的離子方程式為NH₄⁺+HSO＋2OH^- △NH₃↑＋SO₃^2—+ 2H₂O。
(7)分子式為X₂Y₂W₄的化合物是乙二酸，與含等物質的量的KOH的溶液反應后得到草酸氫鉀，所得溶液呈酸性，說明草酸氫根的電離程度大于其水解程度，所以該溶液中各離子濃度由大到小的順序為c(K⁺)＞c(HC₂O)＞c(H^＋)＞c(C₂O)＞c(OH^－)。將2mL 0.1mol/L X₂Y₂W₄的溶液和4mL0.01mol/L酸性KMnO₄溶液混合，發現開始溶液顏色變化不明顯，后溶液迅速褪色。因此根據外界條件對反應速率的影響分析，此時影響因素應該考慮催化劑，即由于反應生成的MnSO₄能催化該反應，從而加快反應速率。