Question

11．I．X、Y、Z均為短周期元素，原子序數(shù)依次增大，X的單質(zhì)為密度最小的氣體，Y的最高化合價與最低負價的代數(shù)和為2，Z與X原子最外層電子數(shù)相同，回答下列問題：
（1）寫出Z的離子結(jié)構(gòu)示意圖．
（2）X和Y組成的化合物Q中，既含有極性共價鍵又含有非極性共價鍵，Q在空氣中點燃時，迅速而安全的燃燒，其反應(yīng)產(chǎn)物沒有任何污染，燃燒時的化學方程式為N₂H₄+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$N₂+2H₂O；Q還可將酸性工業(yè)廢水中的Cr₂O₇^2-還原為Cr³⁺，氧化產(chǎn)物為常見氣體．相應(yīng)的離子方程式為2Cr₂O₇^2-+3N₂H₄+16H⁺+=4Cr³⁺+3N₂↑+14H₂O．
Ⅱ．用純堿和雙氧水混合可制作新型液體洗滌劑（2Na₂CO₃•3H₂O₂），它具有殺菌消毒去油污的能力且不會污染水源．
（3）寫出H₂O₂的電子式
（4）寫出這種洗滌劑中的雙氧水可以將廢水中的氰化（NaCN）轉(zhuǎn)化為無毒物同時生成NH₃，寫出反應(yīng)的離子方程式H₂O₂+CN^-+H₂O=HCO₃^-+NH₃
（5）如果配制洗滌劑的水中含有鐵離子，不僅會削弱洗滌劑的去污能力，甚至完全失去殺菌作用．試分析其中的原因（結(jié)合文字表述和離子方程式說明）

Answer 1

分析 I．X、Y、Z均為短周期元素，X的單質(zhì)為密度最小的氣體，則X為氫元素，Z與X原子最外層電子數(shù)相同，則Z處于IA族，Y的最高化合價與最低負價的代數(shù)和為2，則Y處于VA族，結(jié)合X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，可推知Y為N元素、Z為Na元素．
（1）鈉離子核外有10個電子，有2個電子層，各層電子數(shù)為2、8；
（2）X和Y組成的化合物Q中，既含有極性共價鍵又含有非極性共價鍵，則Q為N₂H₄，Q在空氣中燃燒產(chǎn)物沒有任何污染，則反應(yīng)生成氮氣與水．Q還可將酸性工業(yè)廢水中的Cr₂O₇^2-還原為Cr³⁺，氧化產(chǎn)物為常見氣體，則氧化產(chǎn)物為氮氣，結(jié)合電子轉(zhuǎn)移守恒、電荷守恒與原子守恒配平；
Ⅱ．（3）雙氧水中兩個氫原子分別與兩個氧原子通過共用一對電子結(jié)合，兩個氧原子之間通過共用1對電子結(jié)合；
（4）雙氧水可以將廢水中的氰化物轉(zhuǎn)化為無毒物同時生成NH₃，其中碳元素的化合價升高，結(jié)合原子守恒和電荷守恒可知無毒的物質(zhì)是碳酸氫鈉，配平書寫離子方程式；
（5）鐵離子會加速H₂O₂分解，三價鐵離子和碳酸根的水解雙促進．

解答 解：I．X、Y、Z均為短周期元素，X的單質(zhì)為密度最小的氣體，則X為氫元素，Z與X原子最外層電子數(shù)相同，則Z處于IA族，Y的最高化合價與最低負價的代數(shù)和為2，則Y處于VA族，結(jié)合X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，可推知Y為N元素、Z為Na元素．
（1）鈉離子結(jié)構(gòu)示意圖為：，
故答案為：；
（2）X和Y組成的化合物Q中，既含有極性共價鍵又含有非極性共價鍵，則Q為N₂H₄，Q在空氣中燃燒產(chǎn)物沒有任何污染，則反應(yīng)生成氮氣與水，化學反應(yīng)方程式為：N₂H₄+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$N₂+2H₂O．Q還可將酸性工業(yè)廢水中的Cr₂O₇^2-還原為Cr³⁺，氧化產(chǎn)物為常見氣體，則氧化產(chǎn)物為氮氣，反應(yīng)離子方程式為：2Cr₂O₇^2-+3N₂H₄+16H⁺+=4Cr³⁺+3N₂↑+14H₂O，
故答案為：N₂H₄+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$N₂+2H₂O；2Cr₂O₇^2-+3N₂H₄+16H⁺+=4Cr³⁺+3N₂↑+14H₂O；
Ⅱ．（3）雙氧水為共價化合物，分子中存在兩個氧氫鍵和一個O-O鍵，雙氧水的電子式為：，
故答案為：；
（4）雙氧水可以將廢水中的氰化物轉(zhuǎn)化為無毒物同時生成NH₃，其中碳元素的化合價升高，結(jié)合原子守恒和電荷守恒可知無毒的物質(zhì)是碳酸氫鈉，反應(yīng)的離子方程式為：H₂O₂+CN^-+H₂O=HCO₃^-+NH₃，
故答案為：H₂O₂+CN^-+H₂O=HCO₃^-+NH₃；
（5）雙氧水因具有氧化性而具有殺菌消毒能力，但是2H₂O₂═2H₂O+O₂，鐵離子會加速H₂O₂分解，使洗滌劑失去殺菌作用，此外，三價鐵離子和純堿中的碳酸根的水解雙促進，2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑，使洗滌劑失去去污能力，
答：2H₂O₂$\frac{\underline{\;Fe_{3}+\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，F(xiàn)e³⁺會加速H₂O₂分解，使洗滌劑失去殺菌作用；2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑，F(xiàn)e³⁺與CO₃^2-水解相互促進，使洗滌劑失去去污能力．

點評 本題屬于拼合型題目，涉及元素推斷、常用化學用語、氧化還原反應(yīng)、陌生方程式書寫、鹽類水解等，側(cè)重考查學生對題目信息的獲取與知識遷移運用，試題有利于培養(yǎng)學生的綜合能力．