Question

5．有X、Y、Z三種元素，已知：
①X^2-、Y^-均與Y的氣態(tài)氫化物分子具有相同的電子數(shù)；
②Z與Y可組成化合物ZY₃，ZY₃溶液遇KSCN溶液呈紅色．
請(qǐng)回答下列問題：
（1）Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式是HClO₄．
（2）將ZY₃溶液滴入沸水可得到紅褐色液體，反應(yīng)的離子方程式Fe³⁺+3H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺．此液體具有的性質(zhì)是ABD（填字母）．
A．光束通過該液體時(shí)形成光亮的“通路”
B．插入電極通直流電后，有一極附近液體顏色加深
C．向該液體中加入硝酸銀溶液，無沉淀產(chǎn)生
D．將該液體加熱、蒸干、灼燒后，有氧化物生成
（3）X單質(zhì)在空氣中燃燒生成一種無色有刺激性氣味的氣體．
①已知一定條件下，1mol該氣體被O₂氧化放熱98.0kJ．若2mol該氣體與1mol O₂在此條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)放出的熱量是176.4kJ，則該氣體的轉(zhuǎn)化率90%．
②原無色有刺激性氣味的氣體與含1.5mol Y的含氧酸（該酸的某鹽常用于實(shí)驗(yàn)室制取氧氣）的溶液在一定條件下反應(yīng)．可生成一種強(qiáng)酸和一種氧化物．若有1.5×6.02×10²³個(gè)電子轉(zhuǎn)移時(shí)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是（用單線橋表示電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目）：．
（4）室溫時(shí)，pH=5的HY溶液和pH=5的ZY₃溶液中，水電離出的氫離子分別是10^-9mol•L^-1和10^-5mol•L^-1．

Answer 1

分析 有X、Y、Z三種元素，Z與Y可組成化合物ZY₃，ZY₃溶液遇苯酚呈紫色，為FeCl₃，故Z為Fe元素，Y為Cl元素，X^2-、Y^-均與Cl元素的氣態(tài)氫化物分子具有相同的電子數(shù)，為18個(gè)電子，故X為S元素．
（1）Cl元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式是HClO₄；
（2）將FeCl₃溶液滴入沸水中發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧化鐵膠體，所形成的溶液具有膠體的性質(zhì)，氫氧化鐵膠體膠粒帶正電荷，會(huì)發(fā)生電泳現(xiàn)象，溶液中含有氯離子，將溶液蒸干促進(jìn)水解，最終氫氧化鐵分解生成氧化鐵；
（3）硫單質(zhì)在空氣中燃燒生成一種無色有刺激性氣味的氣體為SO₂．
①根據(jù)反應(yīng)熱計(jì)算參加反應(yīng)的二氧化硫的物質(zhì)的量，再利用轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算；
②Cl元素的一種含氧酸（該酸的某鹽常用于實(shí)驗(yàn)室制取氧氣），故該酸為HClO₃，該酸具有強(qiáng)氧化性，將二氧化硫氧化為硫酸，Cl元素在氧化物中化合價(jià)為x，則（5-x）×1.5×6.02×10²³=1.5×6.02×10²³，解得x=4，故氧化物為ClO₂，反應(yīng)方程式為：SO₂+2HClO₃=H₂SO₄+2ClO₂；
（4）鹽酸溶液中氫氧根離子濃度等于水電離的氫離子濃度，氯化鐵溶液中氫離子濃度源于水的電離．

解答 解：有X、Y、Z三種元素，Z與Y可組成化合物ZY₃，ZY₃溶液遇苯酚呈紫色，為FeCl₃，故Z為Fe元素，Y為Cl元素，X^2-、Y^-均與Cl元素的氣態(tài)氫化物分子具有相同的電子數(shù)，為18個(gè)電子，故X為S元素，
（1）Cl元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式是HClO₄，故答案為：HClO₄；
（2）將FeCl₃溶液滴入沸水中發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧化鐵膠體，反應(yīng)的離子方程式是Fe³⁺+3H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺，
A．氫氧化鐵膠體具有丁達(dá)爾效應(yīng)，則光束通過該液體時(shí)形成光亮的“通路”，故A正確；
B．膠體膠粒帶有正電荷，通直流電后，發(fā)生電泳現(xiàn)象，負(fù)極附近液體顏色加深，故B正確；
C．所得的溶液中含有氯離子，向該液體中加入硝酸銀溶液，有沉淀產(chǎn)生，故C錯(cuò)誤；
D．將該液體加熱、蒸干、灼燒后，有氧化鐵生成，故D正確；
故答案為：Fe³⁺+3H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺；ABD；
（3）X單質(zhì)在空氣中燃燒生成一種無色有刺激性氣味的氣體為SO₂，
①發(fā)生反應(yīng)2SO₂+O₂?2SO₂，1molSO₂被O₂氧化放熱98.0kJ，若2mol該氣體與1mol O₂在此條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)放出的熱量是176.4kJ，故參加反應(yīng)的SO₂為$\frac{176.4kJ}{98kJ}$×1mol=1.8mol，故SO₂轉(zhuǎn)化率為$\frac{1.8mol}{2mol}$×100%=90%，
故答案為：90%；
②Cl元素的一種含氧酸（該酸的某鹽常用于實(shí)驗(yàn)室制取氧氣），故該酸為HClO₃，SO₂與含1.5molHClO₃溶液在一定條件下反應(yīng)，可生成一種強(qiáng)酸為和一種氧化物，該強(qiáng)酸為H₂SO₄，Cl元素在氧化物中化合價(jià)為x，則（5-x）×1.5×6.02×10²³=1.5×6.02×10²³，解得x=4，故氧化物為ClO₂，反應(yīng)方程式為：SO₂+2HClO₃=H₂SO₄+2ClO₂，用單線橋表示電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目：，
故答案為：；
（4）鹽酸抑制水的電離，氯化鐵水解促進(jìn)水的電離，則室溫時(shí)，pH=5的HY溶液和pH=5的ZY₃溶液中，水電離出的氫離子分別是$\frac{10-14}{1{0}^{-5}}$mol/L=10^-9mol•L^-1和10^-5mol•L^-1，
故答案為：10^-9；10^-5．

點(diǎn)評(píng) 本題以元素推斷為載體，考查常用化學(xué)用語(yǔ)書寫、膠體性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)計(jì)算、反應(yīng)熱與化學(xué)平衡計(jì)算、電解質(zhì)溶液中離子平衡問題，題目綜合性較大，難度中等，（3）中注意利用氧化還原反應(yīng)規(guī)律計(jì)算氯元素在氧化物中的化合價(jià)．