Question

X、Y、Z、W是元素周期表中原子序數依次增大的四種短周期元素，其相關信息如下表：

元素	相關信息
X	X的最高價氧化物對應的水化物化學式為H2XO3
Y	Y是地殼中含量最高的元素
Z	Z的基態原子最外層電子排布式為3s23p1
W	W的一種核素的質量數為28，中子數為14

 
（1）W位于元素周期表第        周期第        族；W的原子半徑比X的
                     （填“大”或“小”）。
（2）Z的第一電離能比W的        （填“大”或“小”）； XY₂由固態變為氣態所需克服的微粒間作用力是        ；氫元素、X、Y的原子可共同形成多種分子，寫出其中一種能形成同種分子間氫鍵的物質名稱        。
（3）振蕩下，向Z單質與鹽酸反應后的無色溶液中滴加NaOH溶液直至過量，能觀察到的現象是                     ；W的單質與氫氟酸反應生成兩種無色氣體，該反應的化學方程式是                     。
（4）在25°、101kpa下，已知13.5g的Z固體單質在Y₂氣體中完全燃燒后恢復至原狀態，放熱419kJ，該反應的熱化學方程式是                       。
（5）工業上冶煉Z時用到的催化劑是冰晶石，制取冰晶石(Na₃AlF₆)的化學方程式如下：       2Al(OH)₃+ 12HF+ 3 A = 2Na₃AlF₆+ 3CO₂↑+ 9H₂O
根據題意完成下列填空：
①反應物A的化學式為        ，屬于        晶體
②冰晶石（Na₃AlF₆）是離子化合物，由兩種微粒構成，冰晶石晶胞結構如下圖所示，位于大立方體頂點和面心，位于大立方體的12條棱的中點和8個小立方體的體心，那么大立方體的體心處▽所代表的微粒是          （填具體的微粒符號）

Answer 1

（1）三   ⅣA    大  （2）小  分子間作用力    甲醛
（3）先產生白色沉淀，后沉淀溶解   Si+4HF＝SiF₄↑+2H₂↑
（4）2Al(s)+3O₂(g)＝Al₂O₃(s)；△H＝－1676kJ/mol  （5）①Na₂CO₃    離子晶體  ②AlF₆^－

試題分析：Y是地殼中含量最高的元素，則Y是氧元素。X的最高價氧化物對應的水化物化學式為H₂XO₃，這說明X是第ⅣA族元素。由于X的原子序數小于Y的，則X是碳元素。Z的基態原子最外層電子排布式為3s²3p¹，所以Z是鋁元素。W的一種核素的質量數為28，中子數為14，則質子數＝28－14＝14，所以W是硅元素。
（1）硅的原子序數是14，W位于元素周期表第三周期第ⅣA族；同主族自上而下原子半徑逐漸增大，則W的原子半徑比X的大。
（2）非金屬性越強，第一電離能越大，鋁是金屬，所以Z的第一電離能比W的小；CO₂形成的晶體是分子晶體，所以CO₂由固態變為氣態所需克服的微粒間作用力是分子間作用力；氫元素、X、Y的原子可共同形成多種分子，其中一種能形成同種分子間氫鍵的物質名稱甲醛。
（3）由于氫氧化鋁是兩性氫氧化物，所以振蕩下，向Z單質與鹽酸反應后的無色溶液中滴加NaOH溶液直至過量，能觀察到的現象是先產生白色沉淀，后沉淀溶解；硅單質與氫氟酸反應生成兩種無色氣體，反應的化學方程式是Si+4HF＝SiF₄↑+2H₂↑。
（4）13.5g鋁的物質的量是13.5g÷27g/mol＝0.5mol，則2mol鋁反應放出的熱量是419kJ×4＝1676kJ。因此在25°、101kpa下，該反應的熱化學方程式是2Al(s)+3O₂(g)＝Al₂O₃(s)；△H＝－1676kJ/mol。
（5）①根據反應的方程式并依據原子守恒可知，A應該是碳酸鈉。碳酸鈉是離子化合物，屬于離子晶體。
②根據晶胞的結構可知，晶胞中含有的個數是個，含有的個數是。根據化學式知，Na⁺和AlF₆^－ 的個數比是3：1，則白色球和黑色球之比接近3：1，要使其為3：1，則▽所代表的應該是AlF₆^－。
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，側重對學生能力的培養和解題方法的指導與訓練，旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力，有利于培養學生的應試能力和邏輯推理能力。該題以“周期表中元素的推斷”為載體，比較全面考查學生有關元素推斷知識和靈活運用知識的能力。考查學生對元素周期表的熟悉程度及其對表中各元素性質和相應原子結構的周期性遞變規律的認識和掌握程度。考查了學生對物質結構與性質關系以及運用元素周期律解決具體化學問題的能力。