Question

17．有X、Y、Z三種元素，已知X、Y是元素周期表前20號(hào)元素，且X的原子序數(shù)比Y大4，元素Z形成的金屬單質(zhì)在日常生活中應(yīng)用最廣泛．請(qǐng)回答：
Ⅰ．若X是短周期最活潑的金屬元素．
（1）寫出Y的單質(zhì)的電子式：N┇┇N：．
（2）寫出過(guò)量的單質(zhì)Z與元素Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物（稀溶液）反應(yīng)的離子方程式3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O．
Ⅱ．若X的簡(jiǎn)單離子半徑是第三周期元素簡(jiǎn)單離子半徑最小的．
（3）在定向爆破中，常利用氧化鐵和單質(zhì)X反應(yīng)放出的熱量來(lái)切割鋼筋．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃．
（4）在含有Fe³⁺、X的陽(yáng)離子的混合溶液中，除去X的陽(yáng)離子的離子方程式是
Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O
Ⅲ．含Z的化合物A（化學(xué)式為K₂ZO₄）極易溶于水，但靜置一段時(shí)間后轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，同時(shí)產(chǎn)生一種氣體．
（5）化合物A溶于水后的變化4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃↓+3O₂↑+8OH^-（用離子方程式表示）．查閱資料發(fā)現(xiàn)，加入下列物質(zhì)中的AD可提高A在水中的穩(wěn)定性．
A．Na₂CO₃ B．KSCN   C．NH₄NO₃ D．KOH．

Answer 1

分析 有X、Y、Z三種元素，X、Y是元素周期表前20號(hào)元素，且X的原子序數(shù)比Y大4．元素Z形成的金屬單質(zhì)在日常生活中應(yīng)用最廣泛，含Z的化合物A（化學(xué)式為K₂ZO₄）極易溶于水，但靜置一段時(shí)間后轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，同時(shí)產(chǎn)生O₂，則Z為Fe．
Ⅰ．若X是短周期最活潑的金屬元素，則X為Na，Y為N元素；
Ⅱ．若X的簡(jiǎn)單離子半徑是第三周期元素簡(jiǎn)單離子半徑最小的，則X為Al，Y為F元素；
Ⅲ．A為K₂FeO₄，溶于水靜置一段時(shí)間后轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，同時(shí)產(chǎn)生O₂，紅褐色沉淀為Fe（OH）₃，由電荷守恒可知，還產(chǎn)生KOH，發(fā)生反應(yīng)：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃↓+3O₂↑+8OH^-，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，應(yīng)加入進(jìn)行物質(zhì)抑制反應(yīng)進(jìn)行．

解答 解：有X、Y、Z三種元素，X、Y是元素周期表前20號(hào)元素，且X的原子序數(shù)比Y大4．元素Z形成的金屬單質(zhì)在日常生活中應(yīng)用最廣泛，含Z的化合物A（化學(xué)式為K₂ZO₄）極易溶于水，但靜置一段時(shí)間后轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，同時(shí)產(chǎn)生O₂，則Z為Fe．
Ⅰ．若X是短周期最活潑的金屬元素，則X為Na，Y為N元素，
（1）Y的單質(zhì)為N₂，分子中N原子之間形成3對(duì)共用電子對(duì)，其電子式為：N┇┇N：，
故答案為：：N┇┇N：；
（2）過(guò)量的Fe與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵、NO與水，反應(yīng)的離子方程式為：3 Fe+8H⁺+2NO₃^-=3 Fe²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3 Fe+8H⁺+2NO₃^-=3 Fe²⁺+2NO↑+4H₂O；
Ⅱ．若X的簡(jiǎn)單離子半徑是第三周期元素簡(jiǎn)單離子半徑最小的，則X為Al，Y為F元素；
（3）在定向爆破中，常利用氧化鐵和單質(zhì)Al反應(yīng)放出的熱量來(lái)切割鋼筋，為鋁熱反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，
故答案為：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃；
（4）在含有Fe³⁺、Al³⁺的混合溶液中，除去Al³⁺的方法是先在溶液中加入過(guò)量的氫氧化鈉，使鐵離子沉淀，鋁離子生成偏鋁酸根離子，過(guò)濾可除去鋁離子，反應(yīng)的離子方程式是Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
Ⅲ．（5）A為K₂FeO₄，溶于水靜置一段時(shí)間后轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，同時(shí)產(chǎn)生O₂，紅褐色沉淀為Fe（OH）₃，由電荷守恒可知，還產(chǎn)生KOH，發(fā)生反應(yīng)：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃↓+3O₂↑+8OH^-，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，應(yīng)加入進(jìn)行物質(zhì)抑制反應(yīng)進(jìn)行，故可以加入碳酸鈉、KOH，
故答案為：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃↓+3O₂↑+8OH^-；AD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查元素化合物推斷、電解原理、常用化學(xué)用語(yǔ)、平衡移動(dòng)原理應(yīng)用等，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移應(yīng)用，難度中等．