Question

X、Y、Z、W四種常見元素，且均為短周期元素．已知：①X的最高價氧化物對應(yīng)的水化物為無機(jī)酸中最強(qiáng)酸；②Y的氧化物是典型的兩性氧化物，可用于制造一種極有前途的高溫材料；③Z是無機(jī)非金屬材料的主角，其單質(zhì)是制取大規(guī)模集成電路的主要原料；④W被稱為軍事金屬，可在CO₂中燃燒．
（1）X的最高價氧化物對應(yīng)水化物的水溶液與Y的氧化物反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）Z的氧化物在通信領(lǐng)域用來作

 

，工業(yè)上制Z單質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

．
（3）在50mL  lmol?L^-1的YX₃溶液中逐滴加入0.5mol?L^-1的NaOH溶液，得到1.56g沉淀，則加入NaOH溶液的體積最多為

 

mL．
（4）Y、W合金已成為輪船制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料．研究性學(xué)習(xí)小組的三位同學(xué)，為測定某Y、W合金（設(shè)不含其他元素）中W的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計下列實驗方案進(jìn)行探究．稱量x g Y、W合金粉末，放在如右圖所示裝置的惰性電熱板上，通電使其充分灼燒．欲計算W的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．該實驗中還需測定的數(shù)據(jù)是

 

． 若用空氣代替O₂進(jìn)行實驗，對測定結(jié)果是否有影響？若有影響分析其原因

 

．

Answer 1

考點：元素周期律和元素周期表的綜合應(yīng)用,無機(jī)物的推斷

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：X、Y、Z、W四種常見元素，且均為短周期元素．已知：①X的最高價氧化物對應(yīng)的水化物為無機(jī)酸中最強(qiáng)酸，故X為氯； ②Y的氧化物是典型的兩性氧化物，可用于制造一種極有前途的高溫材料，故Y是鋁； ③Z是無機(jī)非金屬材料的主角，其單質(zhì)是制取大規(guī)模集成電路的主要原料，故Z為硅；④W被稱為軍事金屬，可在CO₂中燃燒，故W為鎂；據(jù)此解答（1）（2）（3）即可；
（4）、Mg、Al都能夠與氧氣化學(xué)反應(yīng)生成氧化物；用空氣代替O₂進(jìn)行實驗，發(fā)生反應(yīng)：3Mg+N₂

點燃  .

Mg₃N₂，2Mg+CO

點燃  .

2MgO+C，測定生成固體的質(zhì)量變大．

解答： 解：依據(jù)分析可知X為氯，Y為鋁，Z為硅，W為鎂，
（1）Cl的最高價氧化物對應(yīng)水化物為高氯酸，Al的氧化物為氧化鋁，它們反應(yīng)生成鋁離子和水，離子方程式為：6H⁺+Al₂O₃=2Al³⁺+3H₂O，
故答案為：6H⁺+Al₂O₃=2Al³⁺+3H₂O；
（2）Z的氧化物為二氧化硅，常用作光導(dǎo)纖維，工業(yè)上常利用碳還原二氧化硅制取硅單質(zhì)，故答案為：光導(dǎo)纖維；SiO₂+2C

高溫  .

Si+2CO↑；
（3）50mL 1mol/L的AlCl₃溶液中氯化鋁的物質(zhì)的量=0.05L×1mol/L=0.05mol，若Al元素都轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，則氫氧化鋁沉淀的質(zhì)量=0.05mol×78g/mol=3.9g＞1.56g，說明有兩種情況：一為沉淀不完全，只生成Al（OH）₃沉淀；另一種情況為沉淀部分溶解，既生成Al（OH）₃沉淀，又生成NaAlO₂，
據(jù)此分析可知，第二種情況消耗氫氧化鈉最多，故沉淀部分溶解，既生成Al（OH）₃沉淀，又生成NaAlO₂，則：
    Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓
0.05mol 0.15mol 0.05mol
         Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O
（0.05-0.02）mol （0.05-0.02）mol
則消耗的堿的物質(zhì)的量為0.15mol+（0.05-0.02）mol=0.18mol，
加入NaOH溶液的體積為

0.18mol

0.5mol/L

=0.36L=360mL，故答案為：360；
（4）Mg、Al均與氧氣反應(yīng)，生成金屬氧化物，則還需測定生成物的質(zhì)量；若用空氣代替O₂進(jìn)行實驗，鎂除了與氧氣反應(yīng)生成氧化鎂，還會發(fā)生反應(yīng)：3Mg+N₂

點燃  .

Mg₃N₂，2Mg+CO

點燃  .

2MgO+C，則測定生成固體的質(zhì)量變大，則鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高，
故答案為：灼燒后固體的質(zhì)量；有影響，空氣中的N₂和CO₂都能與鎂反應(yīng)．

點評：本題考查物質(zhì)含量的測定、對實驗原理與裝置的理解、實驗方案設(shè)計等，難度中等，理解實驗原理是解題的關(guān)鍵，是對知識的綜合考查，需要學(xué)生具有知識的基礎(chǔ)與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．