Question

元素X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。已知Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4；M原子的最外层电子数与次外电子数之比为3∶4；N^—与Ar原子电子层结构相同；X 是短周期主族元素中原子半径最小的；Z是短周期主族元素中原子半径最大的；化合物XN常温下为气体。据此回答：
（1）N的最高价氧化物对应水化物的化学式是              。
（2）Z与M形成的化合物水溶液显碱性，其原因是                    （用离子方程式表示）。
（3）X与Y、X与M均可形成18电子分子，这两种分子在水溶液中反应可观察到的现象是
                          ，反应的化学方程式是                                     。
（4）由X、Y、Z、M四种元素组成一种强酸的酸式盐，写出Ba(OH)₂溶液中逐滴加入该盐溶液至中性的离子方程式                                                               。
（5）Y、Z、N形成的化合物的水溶液中离子浓度的大小顺序是                            。
（6）如图所示：

取一张用ZN溶液浸湿的pH试纸平铺在玻璃片上，取两根石墨棒做电极，接通直流电源。一段时间后，a电极处的pH试纸上可观察到的现象是                       。

Answer 1

（1）HClO₄（1分）
（2）S^2－+H₂OHS^－+OH^－（2分）
（3）产生淡黄色沉淀（1分）     H₂O₂+H₂S===S↓+2H₂O（3分）
（4）Ba²⁺+ 2OH^－ +2H⁺ + SO₄ ^2－ ="==" BaSO₄↓+ 2H₂O（3分）
（5）c(Na⁺)＞c(ClO^－)＞c(OH^－)＞c(H⁺)（3分）
（6）试纸先变蓝，随后蓝色区域扩大，后被漂白褪色（2分）

考查元素周期律的应用及核外电子的排布规律。Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4，由于最外层电子数不能超过8个，所以Y的最外层电子数只能是6个，原子序数是8，即Y是O。M原子的最外层电子数与次外电子数之比为3∶4，短周期元素的次外层一般是2个或8个，所以M的原子序数应该是16，即M是S。X 是短周期主族元素中原子半径最小的，则X是H。Z是短周期主族元素中原子半径最大的，则Z是Na。N的原子序数最大，且和X形成的化合物XN是气体，所以N是Cl。
（1）Cl的÷是第Ⅶ_A，最高价是＋7价，所以最高价氧化物对应水化物的化学式是HClO₄。
（2）Na₂S是强碱弱酸盐水解显碱性，方程式为S^2－+H₂OHS^－+OH^－、HS^－+H₂OH₂S+OH^－。
（3）形成的18电子分子分别是H₂O₂和H₂S，前者具有氧化性，后者具有还原性，在溶液中可发生氧化还原反应，生成单质硫，溶液变混浊，反应式为H₂O₂+H₂S===S↓+2H₂O。
（4）组成的强酸的酸式盐为NaHSO₄，滴加氢氧化钡发生反应，如果反应后溶液呈中性，则生成硫酸钡沉淀和水以及硫酸钠。反应式为Ba²⁺+ 2OH^－ +2H⁺ + SO₄ ^2－ ="==" BaSO₄↓+ 2H₂O。
（5）Y、Z、N形成的化合物水NaClO，次氯酸钠水解显碱性，所以离子浓度大小顺序为c(Na⁺)＞c(ClO^－)＞c(OH^－)＞c(H⁺)。
（6）根据装置图可判断，a和电源的负极相连，作阴极，b和电源的正极相连，作阳极。惰性电极电解氯化钠溶液阴极水氢离子放电，生成氢气。由于氢离子放电，破坏了阴极周围水的电离平衡，使阴极周围溶液显碱性，pH试纸显蓝色。由于阳极氯离子放电，生成氯气，氯气溶于水生成次氯酸具有漂泊性，所以最终试纸被漂白而褪色。