Question

4．已知X、Y是兩種性質相似的短周期元素．
Ⅰ．若X、Y是相鄰相似，它們的單質都必須采用電解法制備，但都無需密封保存，
（1）X離子的結構示意圖．（2）Y元素在周期表中位置第三周期ⅢA族．
Ⅱ．若X、Y是同族相似，X是形成化合物種類最多的元素．
（3）I₂O₃以氧化XO，常用于測定XO含量，已知：
①2I₂（s）+5O₂（g）=2I₂O₅（s）△H=-75.66kJ•mol^-1
②2XO（g）+O₂（g）=2XO₂（g）△H=-566.0kJ•mol^-1．請寫出XO（g）與I₂O₅（s）反應生成XO₂（g）的熱化學方程式：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.17kJ/mol．
（4）工業(yè)上用X單質與Y的氧化物反應制取Y單質的過程中，YO是反應中間產物，隔絕空氣時YO和NaOH溶液反應（產物之一是Na₂YO₃）的離子方程式是SiO+2OH^-=SiO₃^2-+H₂↑．
Ⅲ．若X、Y是對角相似，X、Y的最高價含氧酸的濃溶液都有強氧化性．
（5）下列試劑都可以證明X、Y的最高價含氧酸的濃溶液都有強氧化性的是ABD．
A．鐵片        B．銅片         C．二氧化硫            D．木炭
（6）HA是含有X元素的一元酸，常溫下，將0.2mol/L的HA溶液與等體積、等濃度的NaOH溶液混合，所得溶液（假設溶液體積可以相加）中部分微粒組成及濃度如圖1所示，圖中N表示OH^-（填微粒符號）．

（7）某化工廠設計要求：空氣中YO₂含量不得超過0.02mg/L．某同學用圖2所示簡易裝置測定空氣中的YO₂含量：準確移取10mL5×10^-4mol/L的標準碘水溶液，注入試管中，加2-3滴淀粉指示劑，此時溶液呈藍色，在指定的測定地點抽氣，每次抽氣100mL，直到溶液的藍色全部褪盡為止，假設該同學的測量是準確的，則他抽氣的次數(shù)至少為160次時方可說明該廠空氣中的YO₂含量達標．

Answer 1

分析 已知X、Y是兩種性質相似的短周期元素．
Ⅰ．若X、Y是同周期相鄰相似，它們的單質都必須采用電解法制備，但都無需密封保存，結合位置關系可知，則X為Mg、Y為Al；
Ⅱ．若X、Y是同族相似$\frac{X}{Y}$，X是形成化合物種類最多的元素，則X為碳元素，Y為Si．
（3）已知：①2I₂（s）+5O₂（g）=2I₂O₅（s）△H=-75.66kJ•mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，（②×5-①）÷2可得：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）；
（4）隔絕空氣時SiO和NaOH溶液反應，產物之一是Na₂SiO₃，還生成氫氣；
Ⅲ．若X、Y是對角相似，X、Y的最高價含氧酸的濃溶液都有強氧化性，則X為N元素、Y為S元素．
（5）鐵片在冷的濃硝酸、濃硫酸中發(fā)生鈍化，銅片、木炭與濃硝酸及濃硫酸反應，而二氧化硫不能與濃硫酸反應；
（6）HA是含有X元素的一元酸，常溫下，將0.2mol/L的HA溶液與等體積、等濃度的NaOH溶液混合，發(fā)生反應：HA+NaOH=NaA+H₂O，反應后溶液中鈉離子濃度為：c（Na⁺）=0.2mol/L×$\frac{1}{2}$=0.1mol/L，若HA為強酸，則反應生成溶液為中性，存在離子有：Na⁺、A^-、OH^-、H⁺四種，根據(jù)圖象可知，M的濃度小于0.1mol/L，則反應后的溶液中至少存在5種粒子，所以HA為弱酸，NaA溶液呈堿性，則c（OH^-）＞c（H⁺），一般來說，鹽類的水解程度較低，則有c（A^-）＞c（OH^-），所以有：c（Na⁺）＞c（A^-）＞c（OH^-）＞c（HA）＞c（H⁺）；
（7）二氧化硫用碘溶液來吸收，方程式為：SO₂+I₂+2H₂O═2HI+H₂SO₄，結合反應的方程式計算．

解答 解：已知X、Y是兩種性質相似的短周期元素．
Ⅰ．若X、Y是同周期相鄰相似，它們的單質都必須采用電解法制備，但都無需密封保存，結合位置關系可知，則X為Mg、Y為Al，
（1）Mg²⁺離子的結構示意圖為：，故答案為：；
（2）Al元素在周期表中位置：第三周期ⅢA族，故答案為：第三周期ⅢA族；

Ⅱ．若X、Y是同族相似$\frac{X}{Y}$，X是形成化合物種類最多的元素，則X為碳元素，Y為Si．
（3）已知：①2I₂（s）+5O₂（g）=2I₂O₅（s）△H=-75.66kJ•mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，（②×5-①）÷2可得：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.17kJ/mol，
故答案為：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.17kJ/mol；
（4）隔絕空氣時SiO和NaOH溶液反應，產物之一是Na₂SiO₃，還生成氫氣，反應離子方程式為：，
故答案為：SiO+2OH^-=SiO₃^2-+H₂↑；
Ⅲ．若X、Y是對角相似，X、Y的最高價含氧酸的濃溶液都有強氧化性，則X為N元素、Y為S元素．
（5）鐵片在冷的濃硝酸、濃硫酸中發(fā)生鈍化，銅片、木炭與濃硝酸及濃硫酸反應，說明濃硫酸、濃硝酸具有強氧化性，而二氧化硫不能與濃硫酸反應，不能說明濃硫酸具有強氧化性，
故選：ABD；
（6）HA是含有X元素的一元酸，常溫下，將0.2mol/L的HA溶液與等體積、等濃度的NaOH溶液混合，發(fā)生反應：HA+NaOH=NaA+H₂O，反應后溶液中鈉離子濃度為：c（Na⁺）=0.2mol/L×$\frac{1}{2}$=0.1mol/L，若HA為強酸，則反應生成溶液為中性，存在離子有：Na⁺、A^-、OH^-、H⁺四種，根據(jù)圖象可知，M的濃度小于0.1mol/L，則反應后的溶液中至少存在5種粒子，所以HA為弱酸，NaA溶液呈堿性，則c（OH^-）＞c（H⁺），一般來說，鹽類的水解程度較低，則有c（A^-）＞c（OH^-），所以有：c（Na⁺）＞c（A^-）＞c（OH^-）＞c（HA）＞c（H⁺），即M為A^-，N為OH^-，P為HA，Q為H⁺，
故答案為：OH^-；
（7）二氧化硫用碘溶液來吸收，方程式為：SO₂+I₂+2H₂O═2HI+H₂SO₄，為說明該地空氣中的SO₂含量符合排放標準，設至少抽氣x次，則抽氣x次SO₂的質量為100x×10^-3L×2×10^-5 g•L^-1=（2x×10^-6）g，根據(jù)化學方程式可得：
SO₂～～～～～～～～～～～I₂
64 g　　　　　　　　　　1 mol
2x×10^-6 g　　10×10^-3 L×5×10^-4 mol•L^-1
64 g：2x×10^-6 g=1 mol：10×10^-3 L×5×10^-4 mol•L^-1
解得x=160，
故答案為：160．

點評 本題考查結構性質位置關系、熱化學方程式書寫、離子濃度等效比較、化學方程式計算等，是對學生綜合能力的考查，需要學生具備扎實的基礎．