Question

（2011?順義區(qū)二模）X、Y、Z是中學(xué)化學(xué)常見的三種元素，其中，X、Z位于短周期．常溫下，X單質(zhì)為黃綠色氣體；向含Y離子的溶液中滴加氫氧化鈉溶液，生成白色絮狀沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色；Z的最外層電子數(shù)與核外電子總數(shù)之比為3：13．請回答下列問題：
（1）Z在元素周期表中的位置是

三周期ⅢA族

，X單質(zhì)分子的電子式是

．
（2）Z單質(zhì)與Y的氧化物在高溫條件下反應(yīng)是冶煉Y單質(zhì)的一種方法，該反應(yīng)化學(xué)方程式是

Fe₂O₃+2Al

高溫  .

Al₂O₃+3Fe或3Fe₃O₄+8Al

高溫  .

4Al₂O₃+9Fe或3FeO+2Al

高溫  .

Al₂O₃+3Fe

．
（3）含上述元素的某些物質(zhì)常用于處理工業(yè)廢水，部分流程如圖1：
①處理含鉻廢水時，在反應(yīng)池中Cr₂O₇^2-變?yōu)镃r³⁺，當反應(yīng)轉(zhuǎn)移1mol 電子時，有

0.17

 mol  Cr₂O₇^2- 轉(zhuǎn)化（計算結(jié)果保留兩位小數(shù)）．
②含Z化合物可以使水中懸浮顆粒發(fā)生凝聚，原因是

Al³⁺+3H₂OAl（OH）₃+3H⁺，鋁離子水解產(chǎn)生氫氧化鋁膠體，能吸附水中懸浮物，使之沉淀下來

（用文字和化學(xué)用語表示）．
③處理含氰廢水時，CN^-最終轉(zhuǎn)化為兩種無毒的氣體，該反應(yīng)的離子方程式是

2CN^-+5Cl₂+8OH^-=2CO₂+N₂+H₂O+10Cl^-

．
（4）利用圖2方法電解可得到一種新型凈水劑K₂YO₄，陽極的電極反應(yīng)式為

Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O

．

Answer 1

分析：常溫下，X單質(zhì)為黃綠色氣體應(yīng)為Cl₂，則X為Cl元素，向含Y離子的溶液中滴加氫氧化鈉溶液，生成白色絮狀沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，該紅色沉淀為Fe（OH）₃，則Y為Fe元素，Z的最外層電子數(shù)與核外電子總數(shù)之比為3：13，應(yīng)為Al元素，
（1）根據(jù)原子的核外電子排布判斷在周期表中的位置以及書寫電子式；
（2）為Al和鐵的氧化物的反應(yīng)，為鋁熱反應(yīng)；
（3）①根據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑與還原劑之間得失電子數(shù)目相等計算；
②鋁離子水解產(chǎn)生氫氧化鋁膠體，具有將強的吸附性；
③兩種無毒的氣體為二氧化碳和氫氣，從守恒的角度書寫反應(yīng)的離子方程式；
（4）陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，F(xiàn)e被氧化為FeO₄^2-．

解答：解：常溫下，X單質(zhì)為黃綠色氣體應(yīng)為Cl₂，則X為Cl元素，向含Y離子的溶液中滴加氫氧化鈉溶液，生成白色絮狀沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，該紅色沉淀為Fe（OH）₃，則Y為Fe元素，Z的最外層電子數(shù)與核外電子總數(shù)之比為3：13，應(yīng)為Al元素，
（1）Z為Al元素，原子核外有3個電子層，最外層電子數(shù)為3，則應(yīng)位于周期表三周期ⅢA族，X單質(zhì)為Cl₂，電子式為，
故答案為：三周期ⅢA族，；
（2）Z單質(zhì)與Y的氧化物在高溫條件下反應(yīng)是冶煉Y單質(zhì)，為Al和鐵的氧化物的反應(yīng)，為鋁熱反應(yīng)，反應(yīng)的可能方程式為Fe₂O₃+2Al

高溫  .

Al₂O₃+3Fe或3Fe₃O₄+8Al

高溫  .

4Al₂O₃+9Fe或3FeO+2Al

高溫  .

Al₂O₃+3Fe，
故答案為：Fe₂O₃+2Al

高溫  .

Al₂O₃+3Fe或3Fe₃O₄+8Al

高溫  .

4Al₂O₃+9Fe或3FeO+2Al

高溫  .

Al₂O₃+3Fe；
（3）①Cr₂O₇^2-變?yōu)镃r³⁺，化合價由+6價降低到+3價，當有1mol電子轉(zhuǎn)移時，應(yīng)有

1

3

molCr被還原，則有

1

6

molCr₂O₇^2-被還原，即0.17mol，
故答案為：0.17；
②鋁離子易水解產(chǎn)生氫氧化鋁，反應(yīng)的離子方程式為Al³⁺+3H₂OAl（OH）₃+3H⁺，氫氧化鋁膠體，能吸附水中懸浮物，使之沉淀下來，
故答案為：Al³⁺+3H₂OAl（OH）₃+3H⁺，鋁離子水解產(chǎn)生氫氧化鋁膠體，能吸附水中懸浮物，使之沉淀下來；
③兩種無毒的氣體為二氧化碳和氫氣，而反應(yīng)物為CN^-和Cl₂，則反應(yīng)氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為2CN^-+5Cl₂+8OH^-=2CO₂+N₂+H₂O+10Cl^-，
故答案為：2CN^-+5Cl₂+8OH^-=2CO₂+N₂+H₂O+10Cl^-；
（4）陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，F(xiàn)e被氧化為FeO₄^2-，電極反應(yīng)式為Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O，
故答案為：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O．

點評：本題考查較為綜合，在元素推斷的基礎(chǔ)上考查鹽類的水解、電化學(xué)等知識，題目綜合度較高，難度較大，注意電極反應(yīng)式的書寫，為該題的易錯點．