Question

X、Y、Z、W四種常見元素，其中X、Y、Z為短周期元素．有關(guān)信息如下表：

	原子或分子相關(guān)信息	單質(zhì)及其化合物相關(guān)信息
X	ZX4分子是由粗Z提純Z的中間產(chǎn)物	X的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物為無機(jī)酸中最強(qiáng)酸
Y	Y原子的最外層電子數(shù)等于電子層數(shù)	Y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
Z	Z原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的 1 2	Z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
W	W原子的最外層電子數(shù)小于4	W的常見化合價(jià)有+3、+2，WX3稀溶液呈黃色

（1）W在周期表的位置為

 

，W（OH）₂在空氣中不穩(wěn)定，極易被氧化，由白色迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（2）X的簡單陰離子的結(jié)構(gòu)示意圖為

 

，X的最高價(jià)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

 

．
（3）Z的氧化物在通訊領(lǐng)域用來作

 

，工業(yè)上制備Z的單質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

．
鍺與Z是同一主族元素，門捷列夫曾預(yù)言了這一元素的存在，它用來制造半導(dǎo)體晶體管，最新研究表明：有機(jī)鍺具有明顯的抗腫瘤活性，鍺不與NaOH 溶液反應(yīng)但在有H₂O₂ 存在時(shí)可與NaOH 溶液反應(yīng)生成鍺酸鹽，其方程式為

 

．
（4）在50mL l mol?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．

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：Z原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的

1

2

，Z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Si；
ZX₄分子是由粗Si提純Si的中間產(chǎn)物，X的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物為無機(jī)酸中最強(qiáng)酸，故可推斷為Cl；
Y原子的最外層電子數(shù)等于電子層數(shù)，Y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為Al；
W原子的最外層電子數(shù)小于4，W的常見化合價(jià)有+3、+2，WX₃稀溶液呈黃色，X為Cl，故W為Fe，據(jù)此解答各小題即可．

解答： 解：依據(jù)分析可知：X為氯，Y為鋁，Z為硅，W為鐵，
（1）W為Fe，F(xiàn)e處于第四周期 VIII族，F(xiàn)e（OH）₂在空氣中不穩(wěn)定，極易被氧化，由白色迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，故答案為：第四周期 VIII族；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；
（2）X為Cl，Cl的簡單陰離子有3個(gè)電子層，最外層得到一個(gè)變?yōu)?個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故離子的結(jié)構(gòu)示意圖為，強(qiáng)酸與氧化鋁反應(yīng)，氧化鋁變?yōu)殇X離子，水不能拆，故離子反應(yīng)方程式為：6H⁺+Al₂O₃=2Al³⁺+3H₂O，故答案為：；6H⁺+Al₂O₃=2Al³⁺+3H₂O；
（3）二氧化硅常用作光導(dǎo)纖維，工業(yè)上利用C還原二氧化硅制取硅單質(zhì)，化學(xué)反應(yīng)方程式為：SiO₂+2C

高溫  .

Si+2CO↑，鍺不與NaOH 溶液反應(yīng)但在有H₂O₂ 存在時(shí)可與NaOH溶液反應(yīng)生成鍺酸鹽，據(jù)此可寫出化學(xué)反應(yīng)方程式為：Ge+2 H₂O₂+2NaOH=Na₂GeO₃+3H₂O，
故答案為：光導(dǎo)纖維；SiO₂+2C

高溫  .

Si+2CO↑； Ge+2 H₂O₂+2NaOH=Na₂GeO₃+3H₂O；
（4）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，
n[Al（OH）₃]=

1.56g

78g/mol

=0.02mol，
①若堿不足，由Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓可知，NaOH的物質(zhì)的量為0.02mol×3=0.06mol，加入NaOH溶液的體積為

0.06mol

0.5mol/L

=0.12L=120mL；
②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，故消耗NaOH的最大體積為360mL，故答案為：360．

點(diǎn)評：本題主要考查的是元素的推斷以及元素化合物的知識(shí)，正確推斷出各種元素是解決本題的關(guān)鍵，屬于�？碱}．