Question

前四周期元素X、Y、Z、W、N核電荷數依次增加，其中X、Y、Z、W四種元素的核電荷數之和為58；Y 原子的M層p軌道有3個未成對電子；Z與Y同周期，且在該周期中電負性最大；W原子的L層電子數與最外層電子數之比為4：1，其d軌道中的電子數與最外層電子數之比為5：2；N³⁺的價電子排布式為3d⁵．
（1）X的元素符號為

 

，N元素在元素周期表中的位置

 

（2）Y與X形成共價化合物A，Z與X形成共價化合物B，A與B還原性較強的是

 

（寫分子式）
（3）含W元素的最高化合價的含氧酸根離子是

 

，該含氧酸根離子在分析化學中有重要作用，請寫出在酸性條件下該含氧酸根離子與NSO₄溶液反應的離子方程式：

 

．
（4）W的某黑色氧化物常于實驗室制取Z單質，寫出該反應的化學方程式

 

（5）元素N的核電荷數是另一種元素Q的2倍，則Q單質與燒堿溶液反應的化學方程式為

 

．向反應后的溶液中，通入足量CO₂，反應的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點：原子結構與元素周期律的關系

專題：

分析：前四周期元素X、Y、Z、W、N核電荷數依次增加，Y 原子的M層p軌道有3個未成對電子，則外圍電子排布為3s²3p³，故Y為P元素；Z與Y同周期，且在該周期中電負性最大，則Z為Cl元素；W原子的L層電子數與最外層電子數之比為4：1，最外層電子數為2，其d軌道中的電子數與最外層電子數之比為5：2，d軌道數目為5，外圍電子排布為3d⁵4s²，故W為Mn元素，則X、Y、Z、W四種元素的核電荷數之和為58，則X核電荷數為58-15-17-25=1，故X為H元素；N³⁺的價電子排布式為3d⁵，則N的原子序數為2+8+8+5+3=26，故N為Fe，據此計解答．

解答： 解：前四周期元素X、Y、Z、W、N核電荷數依次增加，Y 原子的M層p軌道有3個未成對電子，則外圍電子排布為3s²3p³，故Y為P元素；Z與Y同周期，且在該周期中電負性最大，則Z為Cl元素；W原子的L層電子數與最外層電子數之比為4：1，最外層電子數為2，其d軌道中的電子數與最外層電子數之比為5：2，d軌道數目為5，外圍電子排布為3d⁵4s²，故W為Mn元素，則X、Y、Z、W四種元素的核電荷數之和為58，則X核電荷數為58-15-17-25=1，故X為H元素；N³⁺的價電子排布式為3d⁵，則N的原子序數為2+8+8+5+3=26，故N為Fe，
（1）由上述分析可知，X的元素符號為：H，N為Fe元素，在元素周期表中的位置：第四周期VIII族，
故答案為：H；第四周期VIII族；
（2）Y與X形成共價化合物A為PH₃，Z與X形成共價化合物B為HCl，由于非金屬性P＜Cl，故氫化物還原性：PH₃＞HCl，故答案為：PH₃；
（3）含W（Mn）元素的最高化合價的含氧酸根離子是MnO₄^-，MnO₄^-離子與FeSO₄溶液反應的離子方程式：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
故答案為：MnO₄^-；MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
（4）W（Mn）的某黑色氧化物常于實驗室制取Z單質，為二氧化錳與濃鹽酸制備氯氣，該反應的化學方程式 為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，故答案為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（5）元素N（Fe）的核電荷數是另一種元素Q的2倍，則Q為Al，則Al單質與燒堿溶液反應的化學方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑．向反應后的溶液中，通入足量CO₂，反應的離子方程式為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑；AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

點評：本題考查元素推斷、核外電子排布、常用化學用語等，根據核外電子排布特點推斷元素是解題關鍵，側重對化學用語的考查，難度不大．