Question

10．短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置如圖1所示，其中W的氧化物是酸雨形成的主要物質(zhì)．
（1）寫出W的原子結(jié)構(gòu)示意圖：．
（2）將足量X的最高價(jià)氧化物通入含Y元素的陰離子溶液中．反應(yīng)的離子方程式為CO₂+2H₂O+AlO₂^-═Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（3）已知：①X（s）+O₂（g）═XO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1
          ②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-242.0kJ•mol^-1
          ③XH₄（g）+2O₂（g）═XO₂（g）+2H₂O（g）△H=-802.0kJ•mol^-1
則XH₄氣體分解成氫氣和X固體的熱化學(xué)方程式為CH₄（g）=C（s）+2H₂（g）△H=+75.5kJ•mol^-1．
（4）ZO是由單質(zhì)X和ZO₂反應(yīng)制取單質(zhì)Z的中間產(chǎn)物．隔絕空氣時(shí)，ZO與NaOH溶液反應(yīng)（產(chǎn)物含有一種固體單質(zhì)和一種鈉鹽）的化學(xué)方程式為2SiO+2NaOH$\frac{\underline{\;隔絕空氣\;}}{\;}$Si+Na₂SiO₃+H₂O．
（5）利用原電池原理，可用W的一種氧化物、O₂和H₂O來制備W的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物．寫出該電池負(fù)極反應(yīng)式：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺．
（6）將W的氣態(tài)氫化物通入一定量的NaOH溶液中，在所得溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量，生成氣體與HCl的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖2所示（忽略氣體的溶解和HCl的揮發(fā)）．
①O點(diǎn)溶液中所含溶質(zhì)的化學(xué)式為NaOH、Na₂S．
②a點(diǎn)溶液中，c（Na⁺）：c（Cl^-）=5：3．

Answer 1

分析 W的氧化物是酸雨形成的主要物質(zhì)，則W為S元素，由四種元素在周期表中的位置可知X為C元素，Y為Al元素，Z為Si元素，
（1）W為S元素，原子核外有3個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，以此書寫原子結(jié)構(gòu)示意圖；
（2）反應(yīng)為CO₂與AlO₂^-溶液的反應(yīng)；
（3）利用蓋斯定律計(jì)算；
（4）SiO在氫氧化鈉溶液中自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Si和Na₂SiO₃；
（5）負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，SO₂被氧化生成H₂SO₄；
（6）a點(diǎn)時(shí)反應(yīng)為NaHS+HCl=H₂S+NaCl，由橫坐標(biāo)數(shù)值可知0點(diǎn)時(shí)溶質(zhì)為NaOH和Na₂S，以此進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：W的氧化物是酸雨形成的主要物質(zhì)，則W為S元素，由四種元素在周期表中的位置可知X為C元素，Y為Al元素，Z為Si元素，
（1）W為S元素，原子核外有3個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，故答案為：；
（2）反應(yīng)為CO₂與AlO₂^-溶液的反應(yīng)，離子方程式為CO₂+2H₂O+AlO₂^-═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，故答案為：CO₂+2H₂O+AlO₂^-═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）已知：①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-242.0kJ•mol^-1
③CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-802.0kJ•mol^-1，
利用蓋斯定律將③-②×2-①可得CH₄（g）=C（s）+2H₂（g） 
△H=（-802.0kJ•mol^-1）-2×（-242.0kJ•mol^-1）-（-393.5kJ•mol^-1）=+75.5kJ•mol^-1，
故答案為：CH₄（g）=C（s）+2H₂（g）△H=+75.5kJ•mol^-1；
（4）SiO在氫氧化鈉溶液中自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Si和Na₂SiO₃，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2SiO+2NaOH$\frac{\underline{\;隔絕空氣\;}}{\;}$Si+Na₂SiO₃+H₂O，
故答案為：2SiO+2NaOH$\frac{\underline{\;隔絕空氣\;}}{\;}$Si+Na₂SiO₃+H₂O；
（5）負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，SO₂被氧化生成H₂SO₄，電極方程式為SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺，故答案為：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；
（6）a點(diǎn)時(shí)反應(yīng)為NaHS+HCl=H₂S+NaCl，由橫坐標(biāo)數(shù)值可知0點(diǎn)時(shí)溶質(zhì)為NaOH和Na₂S，0～a電發(fā)生反應(yīng)為NaOH+HCl=NaCl、Na₂S+HCl=NaHS+NaCl，因NaHS消耗2molHCl，則Na₂S為2molNaOH為1mol，
①O點(diǎn)溶液中所含溶質(zhì)的化學(xué)式為NaOH、Na₂S，故答案為：NaOH、Na₂S；
②由以上分析可知，0～a電發(fā)生反應(yīng)為：NaOH+HCl=NaCl、Na₂S+HCl=NaHS+NaCl，
                                1mol     1mol  2mol     2mol  2mol
則a點(diǎn)溶液中，c（Na⁺）：c（Cl^-）=5mol：3mol=5：3，故答案為：5：3．

點(diǎn)評 本題考查較為綜合，涉及元素周期律、周期表的關(guān)系、蓋斯定律的應(yīng)用、氧化還原反應(yīng)的計(jì)算以及化學(xué)方程式的計(jì)算等，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、計(jì)算能力的考查，難度中等．