题目内容

15．原子序数依次增大的X，Y，Z，W四种短周期元素，X，W原子的最外层电子数与其电子层数相等，X，Z的最外层电子数之和与Y，W的最外层电子数之和相等．甲的化学式为YX3，是一种具有刺激性气味的气体，乙是由X，Y，Z组成的盐．下列说法正确的是（　　）
A．由X，Y，Z组成的盐的水溶液中阳离子总浓度大于阴离子总浓度
B．YX3的水溶液呈弱碱性，能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
C．X与Z形成的化合物的水溶液可用于雕刻玻璃
D．W的氯化物熔点低，易升华，但其水溶液能导电，由此推断它属于弱电解质

分析 原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种短周期元素，甲的化学式为YX3，是一种刺激性气味的气体，则甲是NH3，所以X是H元素、Y是N元素；X、W原子的最外层电子数与其电子层数相等，且W原子序数大于N元素，则W有3个电子层、最外层有3个电子，则W为Al元素；X、Z的最外层电子数之和与Y、W的最外层电子数之和相等，则Z最外层电子数为5+3-1=7，原子序数小于Al，则Z为F元素；乙是由X、Y、Z组成的盐，则乙为NH4F，据此解答．

解答 解：原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种短周期元素，甲的化学式为YX3，是一种刺激性气味的气体，则甲是NH3，所以X是H元素、Y是N元素；X、W原子的最外层电子数与其电子层数相等，且W原子序数大于N元素，则W有3个电子层、最外层有3个电子，则W为Al元素；X、Z的最外层电子数之和与Y、W的最外层电子数之和相等，则Z最外层电子数为5+3-1=7，原子序数小于Al，则Z为F元素；乙是由X、Y、Z组成的盐，则乙为NH4F，
A．由X、Y、Z组成盐为NH4F，NH4F的水溶液中存在电荷守恒，即阳离子总浓度等于阴离子总浓度，故A错误；
B．NH3的水溶液呈弱碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，故B错误；
C．H与F形成的HF，HF的水溶液能与二氧化硅反应，可用于雕刻玻璃，故C正确；
D．氯化铝在水溶液里完全电离，所以氯化铝是强电解质，故D错误；
故选C．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，难度中等，正确推断元素是解本题关键，注意掌握常见物质的性质及其应用．

练习册系列答案
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5．镍行业发展蕴藏着巨大的潜力．某小组用废镍催化剂（成分为Al2O3、Ni、Fe、SiO2、CaO等）制备草酸镍晶体（NiC2O4•2H2O）的部分实验流程如图1

（1）“粉碎”的目的是增大接触面积，加快反应速率，提高镍的浸出率．
（2）实验过程中多次进行过滤．过滤操作中，除需用到玻璃棒、烧杯外，还需用到的玻璃仪器有
漏斗．
（3）保持其他条件相同．在不同温度下对废镍催化剂进行”酸浸”．镍浸出率随时间变化如右图．以下四个选项中最适宜的条件是c（填字母）．
a.30℃、30min              b.90℃、150min
c.70℃、120min             d.90℃、120min
（4）证明“沉镍”工序中Ni2+已经沉淀完全的实验步骤及现象是静置，在上层清液中继续滴加（NH4）2C2O4溶液，若不产生沉淀，则Ni2+已经沉淀完全．
（5）草酸镍晶体（NiC2O4•2H2O）在热空气中干燥；脱水后，再隔绝空气高温煅烧3小时，制得
三氧化二镍，同时获得一种混合气体．写出草酸镍（NiC2O4．）高温分解的化学方程式2NiC2O4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ni2O3+3CO↑+CO2↑．
（6）工业上还可用电解法制取三氧化二镍．电解过程中产生的CIO-把二价镍氧化为三价镍．写出C10-氧化Ni（OH）2生成三氧化二镍的离子方程式ClO-+2Ni（OH）2=Cl-+Ni2O3+2H2O．
（7）用1000g废镍催化剂（镍含量为a%），理论上可制备草酸镍晶体的质量为$\frac{1000×a%}{59}$×183g．（只列式不计算．已知：NiC2O4•2H2O的相对分子质量为183）
6．（1）现有如下两个反应：
（A）NaOH+HCl=NaCl+H2O      
（B）2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
①根据两反应本质，判断能设计成原电池的反应是B（填序号）．
（2）选择适宜的材料和试剂将（1）中你的选择设计为一个原电池．
①在图1的方框中画出装置图并说明电解质溶液．②写出电极反应式．
电极电极材料电极反应式
负极
正极
（3）氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置，是一种具有应用前景的绿色电源．图2为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示回答下列问题：

①该燃料电池的负极是a（写a或b）．
②O2 （写化学式）发生还原反应．
③燃料电池中是将化学能转化为电能，总反应式是2H2+O2=2H2O．
（4）锌锰干电池是最早使用的化学电池，其基本构造如图3所示．锌锰干电池的负极是锌，电路中每通过0.4mole-，负极质量减少13g；工作时NH4+离子在正极放电产生两种气体，其中一种气体分子是含10e-的微粒，正极的电极反应式是2NH4++2e-=2NH3↑+H2↑．
3．氨是化肥工业和基础化工的重要原料．请回答下列问题：
（1）工业上主要用氮气与氢气在高温高压下和车氨，平衡混合物中氨的百分含量与温度和压强的关系如图所示（其中n（N2）：n（H2）=1：3）．
①列式计算A点合成氨反应的平衡常数Kp（A）=$\frac{16}{27}$（用平衡分压代替平衡浓度计算），图中A，B，C三点平衡常数Kp（A），Kp（B），Kp（C）的关系是Kp（A）=Kp（C）＞Kp（B）．
②图中p1，p2，p3，p4，p5的大小顺序为p1＞p2＞p3＞p4＞p5．
③常温下工业原料气的平衡转化率比500℃高得多，实际生产时不采用常温的原因是反应速率慢，催化剂活性低，经济效益低．
（2）已知：
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.2kJ•mol-1
N2（g）+2O2（g）?2NO2（g）△H=+67.7kJ•mol-1
2H2（g）+O2（g）?2H2O（l）△H=-571.6kJ•mol-1
则8NH3（g）+6NO2（g）?7N2（g）+12H2O（I）△H=-3263.9kJ•mol-1．
10．KMnO4能与热的稀硫酸酸化的Na2C2O4反应，生成Mn2+和CO2，该反应的化学方程式是2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O．
20．X，Y，Z，W是原子序数依次增大的短周期元素，X元素的族序数是周期序数的2倍；Y单质在空气中燃烧生成一种淡黄色固体；Z元素最高化合价与最低化合价绝对值之差等于4；W元素在周期表中位于非金属性最强的元素下方，请回答：
（1）X元素在周期表中的位置是第二周期ⅣA族；W-离子的结构示意图为；
（2）X元素可形成多种气态氢化物，其中相对分子质量为26的气态氢化物的电子式为；25℃、101kPa时该气态氢化物热值为5×104kJ•kg-1，则其标准燃烧热为-1300kJ/mol；
（3）写出一种适宜实验室制取W单质的离子方程式：MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O；
（4）室温时金即可溶于王水（浓盐酸和浓硝酸混合物）生成HAuCl4，若反应过程中消耗的氧化剂与还原剂物质的量相等，则该化学方程式为Au+4HCl+HNO3=HAuCl4+NO↑+2H2O．
7．平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质）．某课题小组以此粉末为原料，设计如图1工艺流程对资源进行回收，得到Ce（OH）4和硫酸铁铵矾：

已知：
Ⅰ．酸性条件下，铈在水溶液中有Ce3+、Ce4+两种主要存在形式，Ce3+易水解，Ce4+有较强氧化性；
Ⅱ．CeO2不溶于稀硫酸；
Ⅲ．硫酸铁铵矾[Fe2（SO4）3•（NH4）2SO4•24H2O]广泛用于水的净化处理．
（1）滤液A的主要成分Na2SiO3（填写化学式）．
（2）写出反应①的离子方程式2 CeO2+H2O2+6H+═2Ce3++O2↑+4H2O．
（3）反应①之前要洗涤滤渣B，对滤渣B进行洗涤的实验操作方法是沿玻璃棒向漏斗中加蒸馏水至没过沉淀，待水自然流下，重复2～3次
（4）稀土元素的提纯，还可采用萃取法．已知化合物HT作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，过程表示为Ce2（SO4）3 （水层）+6HT（有机层）?2CeT3（有机层）+3H2SO4（水层），分液得到CeT3 （有机层），再加入H2SO4获得较纯的含Ce3+的水溶液．可选择硫酸作反萃取剂的原因是加入硫酸，可使平衡向左进行，使Ce3+进入水层．
（5）用滴定法测定制得的Ce（OH）4产品纯度．

所用FeSO4溶液在空气中露置一段时间后再进行滴定，则测得该Ce（OH）4产品的质量分数偏大．（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）
（6）已知Fe3+沉淀的pH范围：2.2～3.2，Fe2+沉淀的pH范围：5.8～7.9，Zn2+沉淀的pH范围：5.8～11.0，pH＞11时Zn（OH）2能溶于NaOH溶液生成[Zn（OH）4]2-．现用FeSO4溶液（含有ZnSO4杂质）来制备硫酸铁铵矾．实验中可选用的试剂：KMnO4溶液、30%H2O2、NaOH溶液、饱和石灰水、稀H2SO4溶液、稀盐酸．
实验步骤依次为：
①向含有ZnSO4杂质的FeSO4溶液中，加入足量的NaOH溶液至pH＞11，过滤、洗涤；
②将沉淀溶解在足量的稀硫酸中，并加入适量30%H2O2溶液，充分反应；
③向②中得到的溶液中加入硫酸铵溶液，蒸发浓缩、冷却结晶过滤、洗涤、常温晾干，得硫酸铁铵晶体（NH4） Fe（SO4）2•12H2O．
4．如图为短周期的一部分，Y原子最外层电子数是其电子层数的2倍，下列说法正确的是（　　
  R 
 X Y Z
A．Y的氢化物比Z的氢化物稳定
B．原子半径大小顺序是X＞Y＞R
C．Y、R形成的化台物YR3能使酸性KMnO4溶液褪色
D．四种元素中最高价氧化物的水化物的酸性最强的是Y
5．下列叙述中，错误的是（　　）
A．原子半径：Na＞Mg＞O
B．13C和14C属于同位素
C．0族元素是同周期中非金属性最强的元素
D．N和P属于第ⅤA族元素，HNO3酸性比H3PO4的强

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