Question

8．短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置如圖所示，其中W的氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)之一．

X
Z		W	Y

（1）寫(xiě)出W的原子結(jié)構(gòu)示意圖：．
（2）已知：
①X（s）+O₂（g）=XO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-242.0kJ•mol^-1
③XH₄（g）+2O₂（g）=XO₂（g）+2H₂O（g）△H=-802.0kJ•mol^-1
則XH₄氣體分解成氫氣和X固體的熱化學(xué)方程式為CH₄（g）=2H₂（g）+C（s）△H=+75.5kJ/mol．
（3）ZO是由單質(zhì)X和ZO₂反應(yīng)制取單質(zhì)Z的中間產(chǎn)物（空氣中極不穩(wěn)定）．隔絕空氣時(shí)，ZO與NaOH溶液反應(yīng)（產(chǎn)物含有一種固體單質(zhì)和一種鈉鹽）的化學(xué)方程式為2SiO+2NaOH=Si+Na₂SiO₃+H₂O．
（4）元素Y的Ca鹽和H₂為原料，反應(yīng)產(chǎn)物只有甲和乙兩種且均為化合物．研究發(fā)現(xiàn)：化合物甲的組成中鈣、元素Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為52.29%、46.41%；化合物乙的水溶液顯酸性．則乙的化學(xué)式為HCl；甲與水反應(yīng)可得H₂，其化學(xué)方程式是：2CaHCl+2H₂O=CaCl₂+Ca（OH）₂+2H₂↑．
（5）將W的氣態(tài)氫化物通入一定量的NaOH溶液中，在所得溶液中逐滴加入稀鹽酸至過(guò)量，生成氣體與HCl的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖所示（忽略氣體的溶解和HCl的揮發(fā)）．
①O點(diǎn)溶液中所含溶質(zhì)的化學(xué)式為NaOH、Na₂S．
②a點(diǎn)溶液中，c（Na⁺）：c（Cl^-）=5：3．

Answer 1

分析 其中W的氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)之一，則W為S，結(jié)合短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置圖可知，X是C元素，Z是Si元素，Y是Cl元素．
（1）S的原子核內(nèi)有16個(gè)質(zhì)子，核外有16個(gè)電子；
（2）根據(jù)蓋斯定律，③-2×②-①可得所求熱化學(xué)方程式，所以△H=-802.0 kJ•mol^-1-2×（-242.0 kJ•mol^-1）-（-393.5 kJ•mol^-1）=+75.5kJ/mol，以此書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式；
（3）SiO中Si為+2價(jià)，與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成一種固體和一種鈉鹽，則該固體只能是Si，說(shuō)明Si元素的化合價(jià)降低，同時(shí)升高到+4價(jià)，所以產(chǎn)物中有硅酸鈉，根據(jù)元素守恒，產(chǎn)物中有水生成；
（4）化合物甲的組成中鈣、元素Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為52.29%、46.41%，則Ca、Cl的原子個(gè)數(shù)比是52.29/40：46.41/35.5=1：1，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0的原則，說(shuō)明甲中還含有H元素，所以甲的化學(xué)式是CaHCl；化合物乙的水溶液顯酸性，則乙只能是HCl；甲與水反應(yīng)生成氫氣，根據(jù)元素守恒，產(chǎn)物中還有氫氧化鈣、氯化鈣；（5）①根據(jù)圖象，加入鹽酸后未立即產(chǎn)生氣體，說(shuō)明溶液中存在氫氧化鈉，鹽酸先與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉和水，所以硫化氫與過(guò)量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)，生成硫化鈉和水，同時(shí)溶液中存在氫氧化鈉；
②a點(diǎn)加入3mol氫氧化鈉時(shí)開(kāi)始產(chǎn)生硫化氫氣體，此時(shí)3molHCl與氧化鈉反應(yīng)生成3mol氯化鈉和水，所以溶液中的氯離子的物質(zhì)的量是3mol，加入5mol氫氧化鈉時(shí)氣體物質(zhì)的量不再增加，此時(shí)溶液為氯化鈉溶液，說(shuō)明鈉離子的物質(zhì)的量是5mol．

解答 解：W的氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)之一，二氧化硫是形成酸雨的成分之一，所以W是S元素；則X是C元素，Z是Si元素，Y是Cl元素．
（1）S的原子核內(nèi)有16個(gè)質(zhì)子，核外有16個(gè)電子，所以原子結(jié)構(gòu)示意圖為，故答案為：；
（2）根據(jù)蓋斯定律，③-2×②-①可得所求熱化學(xué)方程式，所以△H=-802.0 kJ•mol^-1-2×（-242.0 kJ•mol^-1）-（-393.5 kJ•mol^-1）=+75.5kJ/mol，所以所求熱化學(xué)方程式為CH₄（g）=2H₂（g）+C（s）△H=+75.5kJ/mol，故答案為：CH₄（g）=2H₂（g）+C（s）△H=+75.5kJ/mol；
（3）SiO中Si為+2價(jià)，與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成一種固體和一種鈉鹽，則該固體只能是Si，說(shuō)明Si元素的化合價(jià)降低，同時(shí)升高到+4價(jià)，所以產(chǎn)物中有硅酸鈉，根據(jù)元素守恒，產(chǎn)物中有水生成，所以化學(xué)方程式為2SiO+2NaOH=Si+Na₂SiO₃+H₂O，故答案為：2SiO+2NaOH=Si+Na₂SiO₃+H₂O；
（4）化合物甲的組成中鈣、元素Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為52.29%、46.41%，則Ca、Cl的原子個(gè)數(shù)比是52.29/40：46.41/35.5=1：1，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0的原則，說(shuō)明甲中還含有H元素，所以甲的化學(xué)式是CaHCl；化合物乙的水溶液顯酸性，則乙只能是HCl；甲與水反應(yīng)生成氫氣，根據(jù)元素守恒，產(chǎn)物中還有氫氧化鈣、氯化鈣，所以化學(xué)方程式為2CaHCl+2H₂O=CaCl₂+Ca（OH）₂+2H₂↑，
故答案為：HCl；2CaHCl+2H₂O=CaCl₂+Ca（OH）₂+2H₂↑；
（5）①根據(jù)圖象，加入鹽酸后未立即產(chǎn)生氣體，說(shuō)明溶液中存在氫氧化鈉，鹽酸先與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉和水，所以硫化氫與過(guò)量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)，生成硫化鈉和水，同時(shí)溶液中存在氫氧化鈉，所以O(shè)點(diǎn)的溶質(zhì)是NaOH、Na₂S，故答案為：NaOH、Na₂S；
②a點(diǎn)加入3mol氫氧化鈉時(shí)開(kāi)始產(chǎn)生硫化氫氣體，此時(shí)3molHCl與氧化鈉反應(yīng)生成3mol氯化鈉和水，所以溶液中的氯離子的物質(zhì)的量是3mol，加入5mol氫氧化鈉時(shí)氣體物質(zhì)的量不再增加，此時(shí)溶液為氯化鈉溶液，說(shuō)明鈉離子的物質(zhì)的量是5mol，則原溶液中鈉離子的物質(zhì)的量是5mol，所以a點(diǎn)溶液中，c（Na⁺）：c（Cl^-）=5：3．

點(diǎn)評(píng) 本題考查元素的推斷、元素化合物的性質(zhì)及圖象的分析，綜合性較強(qiáng)，注重高頻考點(diǎn)的考查，把握元素在周期表的位置、元素化合物知識(shí)為解答的關(guān)鍵，注意元素周期律的應(yīng)用及相關(guān)反應(yīng)原理，有利于分析與推斷能力的培養(yǎng)，題目難度不大．