Question

由周期表中前20號(hào)元素組成的單質(zhì)X₂、Y和化合物Z的有關(guān)信息如下表，X₂、Y 和Z之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖（其他無(wú)關(guān)物質(zhì)已略去）．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

元素X	易形成-1價(jià)18電子的單核離子
元素Y	第3周期第ⅥA族
化合物Z	所含陽(yáng)離子有3個(gè)電子層
	常溫下0.1mol?L-1的水溶液pH=13

（1）用化學(xué)方程式表示X₂在工業(yè)生產(chǎn)上的一種用途．

 

（2）比較元素X與Y的氫化物穩(wěn)定性：

 

比

 

穩(wěn)定（填氫化物化學(xué)式）．
（3）將0.24mol Y氧化物YO₂和 0.11mol氧氣放入容積為1L的密閉容器中，一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡，得到0.12mol YO₃氣體，同時(shí)放出熱量11.8kJ．
①該反應(yīng)平衡常數(shù)=

 

．
②該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

 

．
（4）C能與稀硫酸反應(yīng)生成能使品紅溶液褪色的氣體，D中所含陰、陽(yáng)離子的電子層排布相同．
①寫(xiě)出Y與Z反應(yīng)的離子方程式

 

②將20mL 0.5mol?L^-1 C溶液逐滴加入到V mL 0.2mol?L^-1 KMnO₄溶液（硫酸酸化）中，溶液恰好褪色（此時(shí)Mn元素恰好變?yōu)镸n²⁺）．計(jì)算V=

 

．
（5）用石墨作電極，在隔膜電解槽中電解A的溶液，可制得Z的水溶液，請(qǐng)寫(xiě)出甲烷燃料電池（Z的水溶液為電解質(zhì)溶液）負(fù)極的電極反應(yīng)式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：無(wú)機(jī)物的推斷,位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專(zhuān)題：推斷題,元素周期律與元素周期表專(zhuān)題

分析：單質(zhì)X₂、Y和化合物Z的組成元素均為周期表中前20號(hào)元素，X元素易形成-1價(jià)18電子的單核離子，則X為Cl，Y處于第3周期第ⅥA族，則Y為S；化合物Z所含陽(yáng)離子有3個(gè)電子層，常溫下0.1mol?L^-1Z的水溶液pH=13，Z為強(qiáng)堿，可推知Z為KOH，S與KOH反應(yīng)生成K₂S、K₂SO₃與水，（4）中C能與稀硫酸反應(yīng)生成能使品紅溶液褪色的氣體，D中所含陰、陽(yáng)離子的電子層排布相同，則C為K₂SO₃、D為K₂S，據(jù)此解答．

解答： 解：?jiǎn)钨|(zhì)X₂、Y和化合物Z的組成元素均為周期表中前20號(hào)元素，X元素易形成-1價(jià)18電子的單核離子，則X為Cl，Y處于第3周期第ⅥA族，則Y為S；化合物Z所含陽(yáng)離子有3個(gè)電子層，常溫下0.1mol?L^-1Z的水溶液pH=13，Z為強(qiáng)堿，可推知Z為KOH，化學(xué)方程式表示X₂在工業(yè)生產(chǎn)上的一種用途可以制備漂白粉，氯氣和石灰乳反應(yīng)生成；
（1）因素X易形成-1價(jià)18電子的單核離子為氯元素，X₂為Cl₂，氯氣在工業(yè)可以用于制漂白粉等，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；
故答案為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；
（2）非金屬性Cl＞S，故氫化物穩(wěn)定性HCl＞H₂S，
故答案為：HCl； H₂S；
（3）①將0.24mol SO₂和 0.16mol氧氣放入容積為2L的密閉容器中，濃度分別為0.12mol/L、0.08mol/L，一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡，得到0.12mol SO₃氣體，其平衡濃度為0.06mol/L，則：
            2SO₂+（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
開(kāi)始（mol/L）：0.12     0.08   0
變化（mol/L）：0.06     0.03   0.06
平衡（mol/L）：0.06     0.05   0.06
故該溫度下，反應(yīng)平衡常數(shù)=

0.062

0.062×0.05

=20，
故答案為：20；
②將0.24mol Y氧化物YO₂和 0.11mol氧氣放入容積為1L的密閉容器中，一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡，得到0.12mol YO₃氣體，同時(shí)放出熱量11.8kJ，得到2mol三氧化硫放熱=

2×11.8KJ

0.12

=196.6KJ，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1；
故答案為：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1；
（4）C能與稀硫酸反應(yīng)生成能使品紅溶液褪色的氣體，D中所含陰、陽(yáng)離子的電子層排布相同，則C為K₂SO₃、D為K₂S
①Y與Z反應(yīng)的離子方程式為：3S+6OH^-=2S^2-+SO₃^2-+3H₂O；
故答案為：3S+6OH^-=2S^2-+SO₃^2-+3H₂O；
②將20mL 0.5mol?L^-1 C為K₂SO₃溶液逐滴加入到V mL 0.2mol?L^-1 KMnO₄溶液（硫酸酸化）中，溶液恰好褪色（此時(shí)Mn元素恰好變?yōu)镸n²⁺），反應(yīng)的離子方程式為：
                 2MnO₄^-+5SO₃^2-+6H⁺=2Mn²⁺+5SO₄^2-+3H₂O
                  2       5
  V×10^-3L 0.2mol?L^-1      0.020L×0.5mol?L^-1
計(jì)算V=20ml；
故答案為：20；
（5）Z的水溶液為NaOH的水溶液，以氫氧化鈉溶液為電解質(zhì)的甲烷燃料電池，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，甲烷在負(fù)極失去電子，堿性條件下生成碳酸鹽，負(fù)極電極反應(yīng)式為：CH₄-8e^-+10 OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
故答案為：CH₄-8e^-+10 OH^-=CO₃^2-+7H₂O；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系分析判斷，化學(xué)平衡三段式計(jì)算，平衡常數(shù)，氧化還原反應(yīng)計(jì)算，原電池原理分析和電極書(shū)寫(xiě)，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．