Question

前四周期元素X、Y、Z、W核電荷數依次增加，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．
（1）X的元素符號為

 

，Z元素在元素周期表中的位置為

 

．
（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穩(wěn)定性較強的是

 

（寫分子式）．
（3）Y、Z的最高價氧化物的水化物酸性較強的是

 

（寫分子式）．
（4）12.4g單質Y₄所含有的σ鍵數目為

 

．
（5）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，在酸性條件下該含氧酸根離子可將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，請寫出該反應的離子方程式：

 

．若要檢驗是否有Fe³⁺生成，寫出實驗操作，現象及結論：

 

．

Answer 1

考點：位置結構性質的相互關系應用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：前四周期元素X、Y、Z、W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，據此解答．

解答： 解：前四周期元素X、Y、Z、W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，
（1）由上述分析可知，X的元素符號為：H，Z為Cl元素，在元素周期表中的位置：第三周期第ⅦA族，
故答案為：H；第三周期第ⅦA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，故氫化物穩(wěn)定性較強的是：HCl，
故答案為：HCl；
（3）由于由于非金屬性P＜Cl，所以磷酸的酸性小于高氯酸，
故答案為：HClO₄；
（4）在P₄分子中，每個分子中有6個P-P鍵，12.4gP₄的物質的量為0.1mol，含有的σ鍵數目為0.6N_A或3.612×10²³ 個，
故答案為：0.6N_A或3.612×10²³ 個；
（5）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，若要檢驗是否有Fe³⁺生成，可以用KSCN溶液，具體實驗操作，現象及結論為取少許反應后的溶液于試管中，向試管中加入1～2滴KSCN溶液，若溶液變紅，則說明反應有Fe³⁺生成；反之則無Fe³⁺生成，
故答案為：MnO₄^-；MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；取少許反應后的溶液于試管中，向試管中加入1～2滴KSCN溶液，若溶液變紅，則說明反應有Fe³⁺生成；反之則無Fe³⁺生成．

點評：本題主要考查了元素周期表、元素周期律、分子結構、氧化還原反應、離子的檢驗等知識，中等難度，解題的關鍵是元素推斷，答題時注意審題，第（4）問，P4的結構為易錯點．