Question

14．有關元素X、Y、Z、D、E的信息如下

元素	有關信息
X	元素主要化合價為-2，原子半徑為0.074nm
Y	所在主族序數與所在周期序數之差為4
Z	原子半徑為0.102nm，核外最外層電子數是其電子層數的2倍，其單質在X的單質中燃燒，產生的氣體通入品紅中，品紅褪色．
D	最高價氧化物對應的水化物，是強電解質，能電離出電子數相等的陰、陽離子
E	單質是生活中常見金屬，其制品在潮濕空氣中易被腐蝕或損壞

請回答下列問題：
（1）X的一種氫化物可用于實驗室制取X的單質，其反應的化學方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）E元素與Y元素可形成EY₂和EY₃兩種化合物，下列說法正確的是（填序號）①④．
①保存EY₂溶液時，需向溶液加入少量E單質
②通常實驗室配制EY₃溶液時，直接用水溶解EY₃固體即可
③EY₂只能通過置換反應生成，EY₃只能通過化合反應生成
④銅片、碳棒和EY₃溶液組成原電池，電子由銅片沿導線流向碳棒
（3）用電子式表示D₂Z的形成過程：，D₂Z水溶液顯堿性，用離子方程式表示其原因S^2-+H₂O?HS^-+OH^-
（4）2009年3月，墨西哥、美國等多國連接暴發甲型H1N1型流感，防控專家表示，含Y消毒劑和過氧化物可防甲型H1N1流感．YO₂是目前國際上公認的第四代高效、無毒的廣譜消毒劑，它可由KYO₃在H₂ZO₄存在下與D₂ZO₃反應制得．請寫出反應的離子方程式：2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺=2ClO₂+SO₄^2-+H₂O．
（5）將一定量的Y單質通入一定濃度的苛性鉀溶液中，兩者恰好完全反應（已知反應過程放熱），生成物中
有三種含Y元素的離子，其中兩種離子的物質的量（n）與反應時間（t）的變化示意圖如圖所示．該苛性鉀溶液中KOH的質量是16.8g，該反應中轉移電子的物質的量是0.21mol．

Answer 1

分析 X元素主要化合價為-2，原子半徑為0.074nm，Z原子半徑為0.102nm，核外最外層電子數是其電子層數的2倍，其單質在X的單質中燃燒，產生的氣體通入品紅中，品紅褪色，則X為氧元素、Z為硫元素；D最高價氧化物對應的水化物，能電離出電子數相等的陰、陽離子，該物質是NaOH，則D為Na元素；E單質是生活中常見金屬，其制品在潮濕空氣中易被腐蝕或損壞，則E為Fe元素；Y所在主族序數與所在周期序數之差為4，由（2）中E元素與Y元素可形成EY₂和EY₃兩種化合物，則Y為Cl元素，據此解答．

解答 解：X元素主要化合價為-2，原子半徑為0.074nm，Z原子半徑為0.102nm，核外最外層電子數是其電子層數的2倍，其單質在X的單質中燃燒，產生的氣體通入品紅中，品紅褪色，則X為氧元素、Z為硫元素；D最高價氧化物對應的水化物，能電離出電子數相等的陰、陽離子，該物質是NaOH，則D為Na元素；E單質是生活中常見金屬，其制品在潮濕空氣中易被腐蝕或損壞，則E為Fe元素；Y所在主族序數與所在周期序數之差為4，由（2）中E元素與Y元素可形成EY₂和EY₃兩種化合物，則Y為Cl元素．
（1）氧元素的一種氫化物可用于實驗室制取氧氣，應是過氧化氫分解生成水與氧氣，其反應的化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）①亞鐵離子易被氧化，保存FeCl₂溶液時，需向溶液中加入少量Fe單質，防止亞鐵離子被氧化，故①正確；
②鐵離子容易發生水解，配制FeCl₃溶液時應溶解在鹽酸中，故②錯誤；
③FeCl₂可以由鐵與氯化鐵化合得到，FeCl₃可以通過氯化鋇與硫酸鐵發生復分解反應得到，故③錯誤；
④銅片、碳棒和FeCl₃溶液組成原電池，銅片為負極，電子由銅片沿導線流向碳棒，故④正確，
故答案為：①④；
（3）Na₂S由鈉離子與硫離子構成，用電子式表示形成過程為：，Na₂S的水溶液中S^2-離子水解：S^2-+H₂O?HS^-+OH^-，溶液呈堿性，
故答案為：；堿；S^2-+H₂O?HS^-+OH^-；
（4）由題意可知，KClO₃溶液在H₂SO₄存在下與Na₂SO₃溶液反應生成ClO₂，根據電子轉移守恒可知，SO₃^2-被氧化為SO₄^2-，根據元素守恒結合酸性條件下，可知還生成水，配平后離子方程式為：2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺=2ClO₂+SO₄^2-+H₂O，
故答案為：2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺=2ClO₂+SO₄^2-+H₂O；
（5）Y為氯元素，將一定量氯氣通入一定濃度的苛性鉀溶液，兩者恰好完全反應（已知反應過程放熱），生成物中有三種含Cl元素的離子，由圖可知有ClO^-、ClO₃^-生成，根據電子轉移守恒可知還有Cl^-生成，容易中n（ClO^-）=0.06mol，n（ClO₃^-）=0.03mol，根據電子轉移守恒可知生成的氯離子n（Cl^-）=0.06mol+0.03mol×5=0.21mol，故轉移電子物質的量為0.21mol；
根據物料守恒可知n（K+）=n（Cl^-）+n（ClO^-）+n（ClO₃^-）=0.21mol+0.06mol+0.03mol=0.3mol，所以該苛性鉀溶液中KOH的質量是 0.3mol×56g/mol=16.8g，
故答案為：16.8g；0.21mol．

點評 本題考查結構位置性質關系、化學用語、鹽類水解、氧化還原反應及計算等，難度中等，是對學生綜合能力的考查，要求學生對基礎知識全面掌握，（5）中關鍵是根據氧化還原反應判斷氯離子物質的量．