Question

U、V、W、X、Y为短周期元素，且原子半径依次增大，U、V同主族，V、W、X、Y处于同周期，U的最高价氧化物所对应的水化物与其气态氢化物反应生成盐A，U、W、Y的最高价氧化物对应的水化物能互相反应生成盐，Z为血红蛋白中所必需的金属元素，且U、W、Z分别能与氧元素形成U₂0₃、W₂O₃、Z₂O₃．
回答下列问题：
（1）U的气态氢化物分子的电子式为

，盐A中阳离子的检验方法是

取少量A于试管中，加入氢氧化钠溶液，加热，产生一种能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则证明阳离子是铵根离子

；
（2）元素V、W、X、Y的第一电离能的大小关系是：

P＞Mg＞Al＞Na

，Z原子的最外层电子排布式

4s²

；
（3）W的单质与Y的最高价氧化物对应的水化物的溶液反应，其离子方程式是

2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑

；
（4）z单质与水在一定条件下反应的化学方程式为

3Fe+4H₂O

高温  .

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的单质和ZO反应的热化学方程式是

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

．

Answer 1

分析：U、V、W、X、Y为短周期元素，且原子半径依次增大，U的最高价氧化物所对应的水化物与其气态氢化物反应生成盐A，说明U的氧化物的水化物是酸，氢化物是碱性气体，所以U是N元素，U、V同主族，所以V是P元素；Z为血红蛋白中所必需的金属元素，所以Z是Fe元素；U、W、Y的最高价氧化物对应的水化物能互相反应生成盐，U的最高价氧化物的水化物是酸，所以W、Y的最高价氧化物的水化物一种是碱，一种是两性氢氧化物，W的原子半径小于Y的原子半径，所以W是Al，Y是Na元素，且U、W、Z分别能与氧元素形成U₂0₃、W₂O₃、Z₂O₃ ，V、W、X、Y处于同周期，且X的半径大于W小于Y，所以X是Mg．
（1）根据共价化合物电子式的书写规则书写；铵根离子的检验方法是：和碱液反应生成氨气，然后用湿润的蓝色石蕊试纸检验，如果蓝色石蕊试纸变红则证明溶液中含有铵根离子．
（2）同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，注意镁的第一电离能大于铝的，同一主族中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小；铁原子最外层上有2个电子．
（3）铝和氢氧化钠、水反应生成偏铝酸钠和氢气．
（4）高温条件下，铁和水反应生成四氧化三铁和氢气．
（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
将方程式②×2-①×3即得所求方程式，其焓变进行相应的相减即得所需方程式．

解答：解：U、V、W、X、Y为短周期元素，且原子半径依次增大，U的最高价氧化物所对应的水化物与其气态氢化物反应生成盐A，说明U的氧化物的水化物是酸，氢化物是碱性气体，所以U是N元素，U、V同主族，所以V是P元素；Z为血红蛋白中所必需的金属元素，所以Z是Fe元素；U、W、Y的最高价氧化物对应的水化物能互相反应生成盐，U的最高价氧化物的水化物是酸，所以W、Y的最高价氧化物的水化物一种是碱，一种是两性氢氧化物，W的原子半径小于Y的原子半径，所以W是Al，Y是Na元素，且U、W、Z分别能与氧元素形成U₂0₃、W₂O₃、Z₂O₃ ，V、W、X、Y处于同周期，且X的半径大于W小于Y，所以X是Mg．
（1）氨气的共价化合物，其电子式为；加热条件下，铵根离子和氢氧化钠反应生成氨气，氨气和水反应生成氨水，氨水溶液呈碱性，能使红色石蕊试纸变蓝色，所以检验铵根离子的方法是：取少量A于试管中，加入氢氧化钠溶液，加热，产生一种能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则证明阳离子是铵根离子．
故答案为：；取少量A于试管中，加入氢氧化钠溶液，加热，产生一种能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则证明阳离子是铵根离子．
（2）钠、镁、铝属于同一周期元素，同一周期中元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，但第ⅢA族元素的第一电离能小于第ⅡA元素的第一电离能，所以钠、镁、铝和磷的第一电离能的大小顺序是P＞Mg＞Al＞Na；Z是铁元素，铁原子最外层上有2个电子，都排在4S能级上，所以Z原子的最外层电子排布式4s²．
故答案为：P＞Mg＞Al＞Na；4s²．
（3）铝和氢氧化钠、水反应生成偏铝酸钠和氢气，其反应离子方程式为2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（4）高温条件下，铁和水反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式为3Fe+4H₂O

高温  .

Fe₃O₄+4H₂↑．
故答案为：3Fe+4H₂O

高温  .

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
将方程式②×2-①×3得3FeO（s）+2Al（s）=Al₂O₃（s）+3Fe（s）?△H=-859.7kJ/mol．
故答案为：3FeO（s）+2Al（s）=Al₂O₃（s）+3Fe（s）?△H=-859.7kJ/mol．

点评：本题以元素推断为载体考查元素化合物的灼知识，能正确推断元素是解本题的关键，氨气的检验方法是考试的热点，铝和氢氧化钠溶液的反应中有水参加，这是易错的地方，注意铁和水蒸气反应生成四氧化三铁不是氧化铁．