Question

U、V、W、X、Y為短周期元素，且原子半徑依次增大，U、V同主族，V、W、X、Y處于同周期，U的最高價氧化物所對應(yīng)的水化物與其氣態(tài)氫化物反應(yīng)生成鹽A，U、W、Y的最高價氧化物對應(yīng)的水化物能互相反應(yīng)生成鹽，Z為血紅蛋白中所必需的金屬元素，且U、W、Z分別能與氧元素形成U₂0₃、W₂O₃、Z₂O₃．
回答下列問題：
（1）U的氣態(tài)氫化物分子的電子式為

，鹽A中陽離子的檢驗方法是

取少量A于試管中，加入氫氧化鈉溶液，加熱，產(chǎn)生一種能夠使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，則證明陽離子是銨根離子

；
（2）元素V、W、X、Y的第一電離能的大小關(guān)系是：

P＞Mg＞Al＞Na

，Z原子的最外層電子排布式

4s²

；
（3）W的單質(zhì)與Y的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的溶液反應(yīng)，其離子方程式是

2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑

；
（4）z單質(zhì)與水在一定條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式為

3Fe+4H₂O

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂↑

；
（5）已知：Z（s）+

1

202

（g）=ZO（s）△H=-272.0KJ．mol^-1
W（s）+

3

202

（g）=W₂O₃（s）△H=-1675.7KJ．mol^-1
W的單質(zhì)和ZO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是

3FeO（s）+2Al（s）=Al₂O₃（s）+3Fe（s）?△H=-859.7kJ/mol

．

Answer 1

分析：U、V、W、X、Y為短周期元素，且原子半徑依次增大，U的最高價氧化物所對應(yīng)的水化物與其氣態(tài)氫化物反應(yīng)生成鹽A，說明U的氧化物的水化物是酸，氫化物是堿性氣體，所以U是N元素，U、V同主族，所以V是P元素；Z為血紅蛋白中所必需的金屬元素，所以Z是Fe元素；U、W、Y的最高價氧化物對應(yīng)的水化物能互相反應(yīng)生成鹽，U的最高價氧化物的水化物是酸，所以W、Y的最高價氧化物的水化物一種是堿，一種是兩性氫氧化物，W的原子半徑小于Y的原子半徑，所以W是Al，Y是Na元素，且U、W、Z分別能與氧元素形成U₂0₃、W₂O₃、Z₂O₃ ，V、W、X、Y處于同周期，且X的半徑大于W小于Y，所以X是Mg．
（1）根據(jù)共價化合物電子式的書寫規(guī)則書寫；銨根離子的檢驗方法是：和堿液反應(yīng)生成氨氣，然后用濕潤的藍色石蕊試紙檢驗，如果藍色石蕊試紙變紅則證明溶液中含有銨根離子．
（2）同一周期中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，注意鎂的第一電離能大于鋁的，同一主族中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而減�。昏F原子最外層上有2個電子．
（3）鋁和氫氧化鈉、水反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣．
（4）高溫條件下，鐵和水反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣．
（5）Z（s）+

1

2

O₂（g）=ZO（s）△H=-272.0KJ．mol^{-1 ①}
2W（s）+

3

2

O₂（g）=W₂O₃（s）△H=-1675.7KJ．mol^-1②
將方程式②×2-①×3即得所求方程式，其焓變進行相應(yīng)的相減即得所需方程式．

解答：解：U、V、W、X、Y為短周期元素，且原子半徑依次增大，U的最高價氧化物所對應(yīng)的水化物與其氣態(tài)氫化物反應(yīng)生成鹽A，說明U的氧化物的水化物是酸，氫化物是堿性氣體，所以U是N元素，U、V同主族，所以V是P元素；Z為血紅蛋白中所必需的金屬元素，所以Z是Fe元素；U、W、Y的最高價氧化物對應(yīng)的水化物能互相反應(yīng)生成鹽，U的最高價氧化物的水化物是酸，所以W、Y的最高價氧化物的水化物一種是堿，一種是兩性氫氧化物，W的原子半徑小于Y的原子半徑，所以W是Al，Y是Na元素，且U、W、Z分別能與氧元素形成U₂0₃、W₂O₃、Z₂O₃ ，V、W、X、Y處于同周期，且X的半徑大于W小于Y，所以X是Mg．
（1）氨氣的共價化合物，其電子式為；加熱條件下，銨根離子和氫氧化鈉反應(yīng)生成氨氣，氨氣和水反應(yīng)生成氨水，氨水溶液呈堿性，能使紅色石蕊試紙變藍色，所以檢驗銨根離子的方法是：取少量A于試管中，加入氫氧化鈉溶液，加熱，產(chǎn)生一種能夠使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，則證明陽離子是銨根離子．
故答案為：；取少量A于試管中，加入氫氧化鈉溶液，加熱，產(chǎn)生一種能夠使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，則證明陽離子是銨根離子．
（2）鈉、鎂、鋁屬于同一周期元素，同一周期中元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而減小，但第ⅢA族元素的第一電離能小于第ⅡA元素的第一電離能，所以鈉、鎂、鋁和磷的第一電離能的大小順序是P＞Mg＞Al＞Na；Z是鐵元素，鐵原子最外層上有2個電子，都排在4S能級上，所以Z原子的最外層電子排布式4s²．
故答案為：P＞Mg＞Al＞Na；4s²．
（3）鋁和氫氧化鈉、水反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，其反應(yīng)離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（4）高溫條件下，鐵和水反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)方程式為3Fe+4H₂O

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂↑．
故答案為：3Fe+4H₂O

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂↑．
（5）Z（s）+

1

2

O₂（g）=ZO（s）△H=-272.0KJ．mol^{-1 ①}
2W（s）+

3

2

O₂（g）=W₂O₃（s）△H=-1675.7KJ．mol^-1②
將方程式②×2-①×3得3FeO（s）+2Al（s）=Al₂O₃（s）+3Fe（s）?△H=-859.7kJ/mol．
故答案為：3FeO（s）+2Al（s）=Al₂O₃（s）+3Fe（s）?△H=-859.7kJ/mol．

點評：本題以元素推斷為載體考查元素化合物的灼知識，能正確推斷元素是解本題的關(guān)鍵，氨氣的檢驗方法是考試的熱點，鋁和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)中有水參加，這是易錯的地方，注意鐵和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵不是氧化鐵．