Question

10．有X、Y、Z和W四種元素．已知：①X、Y、Z屬同一短周期，其離子以X²⁺、Y³⁺、Z^-的形式存在．②W和Z組成化合物WZ₃溶液遇苯酚呈紫色．請回答：
（1）Z的最高價氧化物對應水化物的名稱為高氯酸．
（2）X的單質(zhì)在二氧化碳中燃燒的化學方程式為2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C．
（3）Y的單質(zhì)可用于冶煉金屬錳，寫出Y與二氧化錳反應的化學方程式3MnO₂+4Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Al₂O₃+3Mn，
Y的最高價氧化物對應的水化物既可溶于強酸又可溶于強堿，請用電離平衡理論解釋其原因在氫氧化鋁中存在電離平衡H₂O+AlO₂^-+H⁺?Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-，當加入強酸時電離平衡向右移動，氫氧化鋁溶解；當加入強堿時電離平衡向左移動，氫氧化鋁溶解．
（4）當有28.0g W組成的單質(zhì)，在加熱條件下與足量水完全反應，則生成氣體標準狀況下的體積為14.9L．
（5）我國陸地上冶煉X的主要流程如圖所示

已知當有 lmolX的氧化物參加反應時，有2mol電子轉(zhuǎn)移且生成三種產(chǎn)物，則步驟②反應的化學方程式為3MgO+3Cl₂+2C=3MgCl₂+CO₂+CO．

Answer 1

分析 W和Z組成化合物WZ₃溶液遇苯酚呈紫色，則W為Fe，Z為Cl；X、Y、Z屬同一短周期，其離子以X²⁺、Y³⁺、Z^-的形式存在，則X為Mg，Y為Al；
（1）根據(jù)氯元素的最高化合價來分析對應的酸；
（2）鎂與二氧化碳反應生成氧化鎂和碳；
（3）由鋁熱反應原理來書寫化學反應，利用電離平衡移動來解釋氫氧化鋁既可溶于強酸又可溶于強堿；
（4）由鐵和水蒸氣反應的方程式來計算；
（5）由步驟可知氧化鎂與碳、氯氣反應，利用電子的轉(zhuǎn)移數(shù)目來分析產(chǎn)物，并書寫反應方程式．

解答 解：W和Z組成化合物WZ₃溶液遇苯酚呈紫色，則W為Fe，Z為Cl；X、Y、Z屬同一短周期，其離子以X²⁺、Y³⁺、Z^-的形式存在，則X為Mg，Y為Al；
（1）因氯元素的最高化合價為+7價，則對應的最高價氧化物對應水化物為HClO₄，其名稱為高氯酸，故答案為：高氯酸；
（2）因鎂與二氧化碳反應生成氧化鎂和碳，反應為2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C，故答案為：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C；
（3）鋁與二氧化錳反應生成氧化鋁和錳，其反應為3MnO₂+4Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Al₂O₃+3Mn，由電離平衡H₂O+AlO₂^-+H⁺?Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-，可知加強酸或強堿時都能使氫氧化鋁溶解，
故答案為：3MnO₂+4Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Al₂O₃+3Mn；在氫氧化鋁中存在電離平衡H₂O+AlO₂^-+H⁺?Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-，當加入強酸時電離平衡向右移動，氫氧化鋁溶解；當加入強堿時電離平衡向左移動，氫氧化鋁溶解；
（4）28.0gFe的物質(zhì)的量為$\frac{28.0g}{56g/mol}$=0.5mol，由3Fe+4H₂0$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，則氫氣的物質(zhì)的量為$\frac{0.5mol×4}{3}$，其標況下的體積為$\frac{2}{3}$mol×22.4L/mol=14.9L，故答案為：14.9；
（5）由流程圖中的反應②可知，氧化鎂與碳和氯氣反應生成氯化鎂和碳的氧化物，lmolMgO參加反應時，有2mol電子轉(zhuǎn)移且生成三種產(chǎn)物，即1mol氯氣作氧化劑時，$\frac{2}{3}$mol碳作還原劑，且生成均為$\frac{1}{3}$mol的CO₂和CO，其反應為3MgO+3Cl₂+2C=3MgCl₂+CO₂+CO，
故答案為：3MgO+3Cl₂+2C=3MgCl₂+CO₂+CO．

點評 本題考查學生利用物質(zhì)的檢驗及物質(zhì)原子在周期表中的位置來推斷元素，然后利用元素化合物知識結(jié)合習題中的信息來解答，明確信息的使用及挖掘是解答本題的關(guān)鍵．