Question

短周期元素X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，X和Y同主族，Y和Z同周期，Y與Z能形成離子個數(shù)比為1：1的離子化合物A，X與Z能形成原子個數(shù)比為1：1的共價化合物B，它們之間能實現(xiàn)如圖1所示轉(zhuǎn)化（部分產(chǎn)物已略去）：

（1）Y在周期表的位置是______；
（2）反應(yīng)①的化學(xué)方程式是______．
（3）D溶液呈堿性的原因是（用離子方程式表示）______．
D是很多漂白劑中含有的有效成分，這些產(chǎn)品不能與潔廁靈（含有有機酸和無機酸）一起使用，其原因就是在常溫時能發(fā)生與反應(yīng)②相似的反應(yīng)．某校的學(xué)生在實驗室利用反應(yīng)②的原理來制備純凈、干燥的Z₂，儀器裝置如圖2所示（夾持固定裝置的儀器已略去）．
Ⅰ、寫出反應(yīng)②的離子方程式______．
Ⅱ、上述實驗裝置不夠完善，改進方法是______．

Answer 1

解：短周期元素X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，Y與Z能形成離子個數(shù)比為1：1的離子化合物A，電解A溶液可得X₂、Z₂單質(zhì)及C，有三種物質(zhì)生成，其中兩種單質(zhì)，為雙原子分子，應(yīng)為電解水與電解質(zhì)型的電解，則A為鹽溶液，該鹽溶液鹽的陽離子不能放電，酸根離子放電，則A可能為NaCl，則Y為鈉元素，Z為氯元素；X和Y同主族，且X的原子序數(shù)較小，X與Z能形成原子個數(shù)比為1：1的共價化合物，則X為氫元素．
若A為NaCl，電解NaCl溶液可得H₂、Cl₂單質(zhì)及NaOH，H₂與Cl₂反應(yīng)生成HCl，即B為HCl，氯氣能與氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉，則X₂ 為H₂，Z₂為Cl₂，次氯酸鈉能與HCl反應(yīng)生成氯氣．故符合題意．
所以X為氫元素，Y為鈉元素，Z為氯元素；X₂ 為H₂，Z₂為Cl₂，B為HCl，C為NaOH，D為NaClO，
（1）Y為鈉元素，原子核外有3個電子層，最外層有1個電子，處于周期表第三周期第IA族，
故答案為：第三周期，第IA族；
（2）反應(yīng)①為電解氯化鈉溶液，生成氫氣、氯氣與氫氧化鈉，
反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+2H₂O2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，
故答案為：2NaCl+2H₂O2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；
（3）D為NaClO，為強堿弱酸鹽，溶液中發(fā)生ClO^-+H₂O?HClO+OH^-，呈堿性，
故答案為：ClO^-+H₂O?HClO+OH^-；
I、反應(yīng)②是鹽酸與次氯酸鈉反應(yīng)，生成氯化鈉、氯氣與水，反應(yīng)的離子方程式為ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O故答案為：ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O；
II、由于鹽酸具有揮發(fā)性，上述實驗裝置制取的氯氣中含有氯化氫，應(yīng)在a、b裝置之間加一盛有飽和食鹽水的洗氣瓶，除去HCl，
故答案為：在a、b裝置之間加一盛有飽和食鹽水（或水）的洗氣瓶，除去HCl．
分析：短周期元素X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，Y與Z能形成離子個數(shù)比為1：1的離子化合物A，電解A溶液可得X₂、Z₂單質(zhì)及C，有三種物質(zhì)生成，其中兩種單質(zhì)，為雙原子分子，應(yīng)為電解水與電解質(zhì)型的電解，則A為鹽溶液，該鹽溶液鹽的陽離子不能放電，酸根離子放電，則A可能為NaCl，則Y為鈉元素，Z為氯元素；X和Y同主族，且X的原子序數(shù)較小，X與Z能形成原子個數(shù)比為1：1的共價化合物，則X為氫元素．
若A為NaCl，電解NaCl溶液可得H₂、Cl₂單質(zhì)及NaOH，H₂與Cl₂反應(yīng)生成HCl，即B為HCl，氯氣能與氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉，則X₂ 為H₂，Z₂為Cl₂，次氯酸鈉能與HCl反應(yīng)生成氯氣．故符合題意．
所以X為氫元素，Y為鈉元素，Z為氯元素；X₂ 為H₂，Z₂為Cl₂，B為HCl，C為NaOH，D為NaClO，結(jié)合對應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)以及題目要求可解答該題．
點評：本題綜合考查元素化合物的推斷、電解、離子方程式、對實驗裝置的理解與評價等，難度中等，掌握電解原理推斷元素及相應(yīng)化合物是關(guān)鍵．