题目内容

2．短周期主族元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大，X原子核最外层电子数是次外层的2倍，Y的氟化物YF3分子中各原子均达到8电子稳定结构，Z、Q、R的最高价氧化物的水化物两两混合均能反应生成盐和水．RO2是新一代饮用水的消毒剂，可用来代替R2进行自来水的消毒．
（1）Z、Q、R三种元素的离子半径由大到小的顺序是（写元素符号）Cl-＞Na+＞Al3+．
（2）X与氧按原子个数比为1：2组成化合物的电子式为，Z与氢元素形成的化合物溶于水后，溶液的pH＞7（填“＜”、“＞”或“=”）．
（3）R比同期相邻的主族元素非金属性强，写出能证明这一结论的一个实验事实H2S+Cl2=2HCl+S↓．制取RO2的反应过程示意图如图1．该反应的化学方程式为2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2．
（4）反应3XO+2YO2=3XO2+Y2O的产物Y2O俗称“笑气”，医疗上曾用作可吸入性麻醉剂．下列有关说法一定正确的是CD．
A．上述反应中每消耗1molYO2，就会生成11.2L的Y2O
B．Y2O有氧化性且为HYO2的酸酐
C．等质量的Y2O和XO2含有相等的电子数
D．上述反应每生成1molY2O转移6mol电子
（5）已知A、B、C均为中学化学中的常见物质，它们均含有上述五种元素中的一种，在D作用下存在如图2的转化关系．
①若D为常见的金属单质，与氧可形成多种化合物，其中一种为具有磁性的黑色晶体．图2中反应均为氧化还原反应，检验B中阳离子所需要的试剂为硫氰化钾溶液．
②若D为Z的氧化物对应的水化物，A为仅由上述五种元素中的两种组成的正盐，图2中反应均为非氧化还原反应，写出A与C反应生成B的离子方程式Al3++3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3↓．浓度为0.1mol•L-1的A溶液中，离子浓度由大到小的顺序是c（Cl-）＞c（Al3+）＞c（H+）＞c（OH-）．

分析 短周期主族元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大，X原子核外最外层电子数是次外层的2倍，则X原子有2个电子层，最外层电子数为4，则X为C元素；Z、Q、R的最高价氧化物的水化物两两混合均能反应生成盐和水，应是氢氧化铝与强碱、强酸的反应，可推知Z为Na、Q为Al，RO2是新一代饮用水的消毒剂，可用来代替R2进行自来水的消毒，则R为Cl；Y的氟化物YF3分子中各原子均达到8电子稳定结构，则Y元素表现+3价，原子序数大于碳、小于钠，故Y为N元素．
（1）电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，电子层越多离子半径越大；
（2）X与氧按原子个数比为1：2组成化合物为CO2，分子中碳原子与氧原子之间形成2对共用电子对；
Z与氢元素形成的化合物为NaH，溶于水后反应生成NaOH与氢气；
（3）Cl元素比同期相邻的主族元素非金属性强，可以用单质之间的相互置换反应等进行验证；
由制取ClO2的反应过程示意图，可知2mol NaClO2与1mol Cl2反应生成2mol NaCl与2mol ClO2；
（4）发生反应为：3CO+2NO2=3CO2+N2O，
A．物质的量一定时，温度、压强会影响气体体积，N2O不一定处于标况下；
B．HNO2的酸酐为N2O3；
C．N2O和CO2分子电子数相同，摩尔质量相同，等质量的N2O和CO2含有相等的电子数；
D．反应中N元素化合价降低，C碳元素化合价升高，根据N元素化合价变化计算注意电子；
（5）A、B、C均为中学化学中的常见物质，它们均含有上述五种元素中的一种，
①若D为常见的金属单质，与氧可形成多种化合物，其中一种为具有磁性的黑色晶体，则D为Fe，由转化关系可知，A为Cl2、B为FeCl3、C为FeCl2；
②若D为Z的氧化物对应的水化物，则D为NaOH，A为仅由上述五种元素中的两种组成的正盐，由转化关系可知，A为AlCl3、B为Al（OH）3、C为NaAlO2．

解答 解：短周期主族元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大，X原子核外最外层电子数是次外层的2倍，则X原子有2个电子层，最外层电子数为4，则X为C元素；Z、Q、R的最高价氧化物的水化物两两混合均能反应生成盐和水，应是氢氧化铝与强碱、强酸的反应，可推知Z为Na、Q为Al，RO2是新一代饮用水的消毒剂，可用来代替R2进行自来水的消毒，则R为Cl；Y的氟化物YF3分子中各原子均达到8电子稳定结构，则Y元素表现+3价，原子序数大于碳、小于钠，故Y为N元素．
（1）电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，电子层越多离子半径越大，故离子半径：Cl-＞Na+＞Al3+，
故答案为：Cl-＞Na+＞Al3+；
（2）X与氧按原子个数比为1：2组成化合物为CO2，分子中碳原子与氧原子之间形成2对共用电子对，电子式为：；
Z与氢元素形成的化合物为NaH，溶于水后反应生成NaOH与氢气，所得溶液呈碱性，即溶液pH＞7；
故答案为：；＞；
（3）Cl元素比同期相邻的主族元素非金属性强，可以用单质之间的相互置换反应等进行验证，反应方程式为：H2S+Cl2=2HCl+S↓；
由制取ClO2的反应过程示意图，可知2mol NaClO2与1mol Cl2反应生成2mol NaCl与2mol ClO2，反应方程式为：2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2，
故答案为：H2S+Cl2=2HCl+S↓；2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2；
（4）发生反应为：3CO+2NO2=3CO2+N2O，
A．每消耗1molNO2，得到0.5molN2O，温度、压强会影响气体体积，N2O不一定处于标况下，其体积不一定是11.2L，故A错误；
B．N2O中N元素处于中间价态，具有氧化性，但HNO2的酸酐为N2O3，故B错误；
C．N2O和CO2摩尔质量相同，二者等质量，则物质的量相等，N2O和CO2分子含有相等的电子数，故等质量的N2O和CO2含有相等的电子数，故C正确；
D．反应中N元素化合价由+4价降低为+1价，每生成1molN2O转移电子为1mol×2×（4-1）=6mol，故D正确，
故选：CD；
（5）A、B、C均为中学化学中的常见物质，它们均含有上述五种元素中的一种，
①若D为常见的金属单质，与氧可形成多种化合物，其中一种为具有磁性的黑色晶体，则D为Fe，由转化关系可知，A为Cl2、B为FeCl3、C为FeCl2，检验FeCl3中阳离子所需要的试剂为：硫氰化钾溶液，
故答案为：硫氰化钾溶液；
②若D为Z的氧化物对应的水化物，则D为NaOH，A为仅由上述五种元素中的两种组成的正盐，由转化关系可知，A为AlCl3、B为Al（OH）3、C为NaAlO2，则：
A与C反应生成B的离子方程式为Al3++3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3↓，浓度为0.1mol•L-1的AlCl3溶液中Al3+离子水解，溶液呈酸性，水解程度微弱，Al3+浓度远远大于氢离子浓度，离子浓度由大到小的顺序是：c（Cl-）＞c（Al3+）＞c（H+）＞c（OH-），
故答案为：Al3++3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3↓；c（Cl-）＞c（Al3+）＞c（H+）＞c（OH-）．

点评 本题考查物质结构性质关系应用、元素化合物推断等，推断元素是解题关键，是对学生综合能力的考查，（5）中注意归纳总结中学常见连续反应，难度中等．

练习册系列答案
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14．慢心律是一种治疗心律失常的药物，它的合成路线如下：

（1）由B→C的反应类型为氧化反应．
（2）C分子中有2个含氧官能团，分别为醚键和羰基（填官能团名称）．
（3）写出A与浓溴水反应的化学方程式．
（4）由A制备B的过程中有少量副产物E，它与B互为同分异构体，且苯环上取代基的数目和相对位置均相同．E的结构简式为．
（5）写出同时满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式：．
①属于α-氨基酸；②是苯的衍生物，且苯环上的一氯代物只有两种；
③分子中含有两个手性碳原子．
（6）以A的最简单同系物和HCHO为原料制备酚醛树脂的化学方程式为．
（7）已知乙烯在催化剂作用与氧气反应可以生成环氧乙烷（）．写出以邻甲基苯酚 （）和乙醇为原料制备的合成路线流程图（无机试剂任用）．
合成路线流程图示例如下：CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH2=CH2．
11．海洋是一个丰富的资源宝库，通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用．
（1）海水中盐的开发利用：
①海水制盐目前以盐田法为主，建盐田必须选在远离江河入海口，多风少雨，潮汐落差大且又平坦空旷的海滩．所建盐田分为贮水池、蒸发池和结晶池．
②目前工业上采用比较先进的离子交换膜电解槽法进行氯碱工业生产，在电解槽中阳离子交换膜只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过，请说明氯碱生产中阳离子交换膜的作用阻止H2与Cl2发生反应甚至发生爆炸（或阻止Cl2与生成的NaOH溶液反应而使烧碱产品不纯等）（写一点即可）．
（2）电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如图1所示．其中具有选择性的阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列．请回答下面的问题：
①海水不能直接通入到阴极室中，理由是海水中含较多Mg2+和Ca2+等阳离子，电解时会产生Mg（OH）2、Ca（OH）2等沉淀从而堵塞阳离子交换膜．
②A口排出的是淡水（填“淡水”或“浓水”）．
（3）用苦卤（含Na+、K+、Mg2+、Cl-、Br-等离子）可提取溴，其生产流程如图2：
①若吸收塔中的溶液含BrO3-，则吸收塔中反应的离子方程式为3CO32-+3Br2═5Br-+BrO3-+3CO2↑．
②通过①氯化已获得含Br2的溶液，为何还需经过吹出、吸收、酸化来重新获得含Br2的溶液富集溴，提高Br2的浓度．
③向蒸馏塔中通入水蒸气加热，控制温度在90℃左右进行蒸馏的原因是顺利将溴蒸出，同时防止水馏出．
12．室温下，关于下列四种溶液的叙述中，正确的是（　　）
序号①②③④
溶液氨水NaOHCH3COOHHCl
浓度c/mol•L-10.010.010.010.01
A．由水电离出的c（H+）：①=②=③=④
B．溶液的pH：②＞①＞④＞③
C．②、③混合呈中性，所需溶液的体积：③＞②
D．①、④等体积混合，所得溶液中离子的浓度：c（NH4+）=c（Cl-）＞c（H+）=c（OH-）

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