Question

現(xiàn)有A、B、D、X、Y、Z六種元素，其原子序數(shù)依次遞增．已知，B、D的氧化物都是汽車尾氣的主要有害成分；A、Y是短周期非金屬元素，其單質(zhì)在常溫下均為氣體．兩單質(zhì)混合見光爆炸生成AY，AY溶液顯強酸性．X、Z為常見金屬元素，X的原子序數(shù)為Z的一半．Z與Y₂和A Y溶液反應(yīng)分別得ZY₃和ZY₂，燒堿溶液不能與Z單質(zhì)反應(yīng)，而能與X單質(zhì)反應(yīng)．請回答下列問題：

（1）Y的原子結(jié)構(gòu)示意圖為

 

；X在周期表中的位置是

 

．
（2）D的氧化物也是空氣質(zhì)量預(yù)報的指標之一．汽車尾氣中產(chǎn)生D的氧化物的化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

．
（3）寫出X單質(zhì)與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式

 

．
（4）電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法．圖2是該方法處理污水的實驗裝置示意圖（X、F金屬單質(zhì)作電極）．實驗過程中，污水的pH始終保持在5.0～6.0之間．接通電源后，陰極產(chǎn)生的氣體將污物帶到水面形成浮渣而刮去，起到浮選凈化作用；陽極產(chǎn)生的沉淀具有吸附性，吸附污物而沉積，起到凝聚凈化作用．陽極的電極反應(yīng)有兩個，分別是4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑和

 

．陽極區(qū)生成沉淀的離子方程式是

 

．
（5）一定條件下，8mol X與3molZ的氧化物W恰好反應(yīng)，則W的化學(xué)式為

 

；指出X單質(zhì)與F的氧化物反應(yīng)的一種用途

 

．
（6）BA₄是一種重要能源物質(zhì)，圖2是1.01×10⁵Pa下，1mol BA₄燃燒生成穩(wěn)定化合物過程中的能量變
化示意圖，其熱化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,電解原理

專題：元素周期律與元素周期表專題,電化學(xué)專題

分析：A、B、D、X、Y、Z六種元素，其原子序數(shù)依次遞增，B、D的氧化物都是汽車尾氣的主要有害成分，其有害成分是CO、氮氧化物，B的原子序數(shù)小于D，則B是C元素、D是N元素；
A、Y是短周期非金屬元素，其單質(zhì)在常溫下均為氣體，兩單質(zhì)混合見光爆炸生成AY，A的原子序數(shù)小于B，則A是H元素，AH溶液呈強酸性，則Y是Cl元素；
X、Z為常見金屬元素，Z與Cl₂和HCl溶液反應(yīng)分別得ZCl₃和ZCl₂，Z為常見的變價金屬，則Z是Fe元素；燒堿溶液不能與Z單質(zhì)反應(yīng)，而能與X單質(zhì)反應(yīng)，X的原子序數(shù)為Z的一半，則X是Al元素，
（1）根據(jù)原子結(jié)構(gòu)示意圖書寫規(guī)則書寫Cl原子結(jié)構(gòu)示意圖為；
主族元素中，原子電子層數(shù)與其周期數(shù)相等、最外層電子數(shù)與其族序數(shù)相等；
（2）D是N元素，氮氣和氧氣在放電條件下反應(yīng)生成NO，根據(jù)反應(yīng)物、生成物及反應(yīng)條件書寫方程式；
（3）X是Al，Al和NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣；
（4）Z是Fe，陽極上Fe失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；生成的亞鐵離子不穩(wěn)定，易被氧氣氧化且和水反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀；
（5）一定條件下，8molAl與3molFe的氧化物恰好反應(yīng)，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒知Fe的氧化物中Fe元素化合價之和為+8，則該化合物為Fe₃O₄，該反應(yīng)為鋁熱反應(yīng)，鋁熱反應(yīng)放出熱量可以焊接鋼軌；
（6）CH₄是一種重要能源物質(zhì)，1.01×10⁵Pa下，1mol BA₄燃燒生成穩(wěn)定化合物過程中的能量變化為 （b-a）kJ?mol^-1，據(jù)此分析其熱化學(xué)方程式．

解答： 解：A、B、D、X、Y、Z六種元素，其原子序數(shù)依次遞增，B、D的氧化物都是汽車尾氣的主要有害成分，其有害成分是CO、氮氧化物，B的原子序數(shù)小于D，則B是C元素、D是N元素；
A、Y是短周期非金屬元素，其單質(zhì)在常溫下均為氣體，兩單質(zhì)混合見光爆炸生成AY，A的原子序數(shù)小于B，則A是H元素，AH溶液呈強酸性，則Y是Cl元素；
X、Z為常見金屬元素，Z與Cl₂和HCl溶液反應(yīng)分別得ZCl₃和ZCl₂，Z為常見的變價金屬，則Z是Fe元素；燒堿溶液不能與Z單質(zhì)反應(yīng)，而能與X單質(zhì)反應(yīng)，X的原子序數(shù)為Z的一半，則X是Al元素，
（1）Y是Cl元素，Cl原子核外有3個電子層、最外層有7個電子，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為，X為Al元素，Al原子核外有3個電子層、最外層有3個電子，則Al元素位于第三周期第IIIA族，
故答案為：；第三周期第ⅢA族；     
（2）D是N元素，氮氣和氧氣在放電條件下反應(yīng)生成NO，反應(yīng)方程式為N₂+O₂

放電  .

2NO，故答案為：N₂+O₂

放電  .

2NO；
（3）X是Al，Al和NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，離子反應(yīng)方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；  
（4）Z是Fe，陽極上Fe失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Fe-2e^-=Fe²⁺，生成的亞鐵離子不穩(wěn)定，易被氧氣氧化且和水反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，離子方程式為4Fe²⁺+10H₂O+O₂=4Fe（OH）₃↓+8H⁺，故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；4Fe²⁺+10H₂O+O₂=4Fe（OH）₃↓+8H⁺；
（5）一定條件下，8molAl與3molFe的氧化物恰好反應(yīng)，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒知Fe的氧化物中Fe元素化合價之和為+8，則該化合物為Fe₃O₄，該反應(yīng)為鋁熱反應(yīng)，鋁熱反應(yīng)放出熱量可以焊接鋼軌，故答案為：Fe₃O₄；焊接鋼軌；
（6）CH₄是一種重要能源物質(zhì)，1.01×10⁵Pa下，1mol BA₄燃燒生成穩(wěn)定化合物過程中的能量變化為 （b-a）kJ?mol^-1，則該熱化學(xué)反應(yīng)方程式為CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=-（b-a）kJ?mol^-1，故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=-（b-a）kJ?mol^-1．

點評：本題考查較綜合，涉及熱化學(xué)方程式、電解原理、離子方程式的書寫、化學(xué)用語等知識點，側(cè)重考查基本理論、基礎(chǔ)知識，熟練掌握元素化合物、熱化學(xué)及電化學(xué)知識，題目難度不大．