题目内容

17．能源、材料已成为当今科学研究的热点．请回答下列问题：
（1）单质A的燃烧热大，可作燃料．已知A为短周期元素，其气态原子逐个失去1～4个电子所需能量（电离能）如表所示．若该原子核外电子有三层，则该元素位于周期表ⅡA族，写出A燃烧后形成的氧化物的电子式：．

I1I2I3I4…
电离能（kJ/mol）7381451773310540…

（2）如图是超导材料元素在周期表中的分布，上述元素的短周期元素中原子半径最大的是Al（填元素符号），其原子最外层有3种运动状态不同的电子，写出其最高价氧化物对应水化物在水溶液中的电离方程式：H++AlO2-+H2O?Al（OH）3?Al3++3OH-．
（3）上述主族元素中有两种原子可以形成的五核分子，其化学键键长和键角都相等，则该分子的空间构型为正四面体，该物质为非极性分子（选填“极性”或“非极性”）．
（4）铁单质在高温下会与水蒸气反应生成一种黑色固体和一种易燃性气体，且每生成1mol该易燃气体放出37.68kJ热量，请写出此反应的热化学方程式：3Fe（s）+4H2O（g）=Fe3O4（s）+4H2 （g）△H=-150.72kJ/mol．
（5）取适量Al、Mg合金样品置于烧杯中，加入20mL 1mol/L的NaOH溶液，恰好完全反应．下列叙述正确的是b（选填编号）．
a．Mg作负极，Al作正极
b．若加入的是20mL 1mol/L的盐酸，则放出的氢气的物质的量减少$\frac{2}{3}$
c．若把NaOH中的H换成D（D为重氢），生成的氢气中D与H物质的量之比为1：2．

分析 （1）该元素第三电离能剧增，说明最外层电子数为2，且处于第三周期，故为Mg元素，在氧气中燃烧生成MgO，由镁离子与氧离子构成；
（2）同周期自左而右原子半径减小，一般电子层越多原子半径越大，图中的短周期元素中Al的原子半径最大，原子核外没有运动状态相同的电子，氢氧化铝在水溶液中存在酸式电离与碱式电离；
（3）上述主族元素中有两种原子可以形成的五核分子，其化学键键长和键角都相等，该分子为SiH4；
（4）铁单质在高温下会与水蒸气反应生成一种黑色固体和一种易燃性气体，则反应生成Fe3O4、H2，注明物质的聚集状态与反应热书写热化学方程式；
（5）a．Al与氢氧化钠溶液反应，而Mg不反应，故Al为负极；
b．NaOH物质的量为0.02L×1mol/L=0.02mol，由2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑可知，Al为0.02mol，生成氢气为0.03mol，若加入的是20mL 1mol/L的盐酸，镁、铝都会和稀盐酸反应，HCl为0.02mol，由2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑可知HCl不足，再计算生成氢气物质的量；
c．Al与碱溶液本质是，Al先与水反应生成氢氧化铝与氢气，氢氧化铝在与氢氧化钠反应是偏铝酸钠与水，氢氧化钠中氢元素被还原．

解答 解：（1）该元素第三电离能剧增，说明最外层电子数为2，处于ⅡA族，且处于第三周期，故为Mg元素，在氧气中燃烧生成MgO，由镁离子与氧离子构成，电子式为：，
故答案为：ⅡA；；
（2）同周期自左而右原子半径减小，一般电子层越多原子半径越大，图中的短周期元素中Al的原子半径最大，原子核外没有运动状态相同的电子，最外层有3个电子，故有3种运动状态不同的电子，氢氧化铝在水溶液中存在酸式电离与碱式电离，电离方程式为：H++AlO2-+H2O?Al（OH）3?Al3++3OH-，
故答案为：Al；3；H++AlO2-+H2O?Al（OH）3?Al3++3OH-；
（3）上述主族元素中有两种原子可以形成的五核分子，其化学键键长和键角都相等，该分子为SiH4，为正四面体构型，属于非极性分子，
故答案为：正四面体；非极性；
（4）铁单质在高温下会与水蒸气反应生成一种黑色固体和一种易燃性气体，则反应生成Fe3O4、H2，发生反应：3Fe+4H2O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2 ，生成4mol氢气放出热量为37.68kJ×4=150.72kJ，则热化学方程式为：3Fe（s）+4H2O（g）=Fe3O4（s）+4H2 （g）△H=-150.72kJ/mol，
故答案为：3Fe（s）+4H2O（g）=Fe3O4（s）+4H2 （g）△H=-150.72kJ/mol；
（5）a．Al与氢氧化钠溶液反应，而Mg不反应，故Al为负极，故a错误；
b．NaOH物质的量为0.02L×1mol/L=0.02mol，由2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑可知，Al为0.02mol，生成氢气为0.03mol，若加入的是20mL 1mol/L的盐酸，镁、铝都会和稀盐酸反应，HCl为0.02mol，由2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑可知HCl不足，根据H原子守恒得n（H2）=$\frac{1}{2}$×n（HCl）=$\frac{1}{2}$×1mol/L×0.02L=0.01mol，所以放出的氢气的物质的量减少$\frac{2}{3}$，故b正确；
c．Al与碱溶液本质是，Al先与水反应生成氢氧化铝与氢气，氢氧化铝在与氢氧化钠反应是偏铝酸钠与水，氢氧化钠中氢元素被还原，故c错误，
故选：b．

点评 本题考查电离能、电子式、核外电子排布、热化学方程式书写、原电池、化学计算等，属于拼合型题目，是对学生综合能力的考查，注意理解掌握Al与强碱溶液反应本质．

练习册系列答案
相关题目
7．现有S2-、SO32-、NH4+、Al3+、Na+、SO42-、AlO2-、Fe3+、HCO3-、Cl-等离子，按要求填空：
（1）在水溶液中，该离子水解呈碱性的是S2-、SO32-、AlO2-、HCO3-．
（2）在水溶液中，该离子水解呈酸性的是NH4+、Al3+、Fe3+．
（3）既能在酸性较强的溶液中大量存在，又能在碱性较强的溶液中大量存在的是Na+、SO42-、Cl-．
（4）既不能在酸性较强的溶液中大量存在，又不能在碱性较强的溶液中大量存在的是HCO3-．
8．根据如图有机物的转化关系回答．已知A是乙醇．
（1）B、C、D的名称分别是乙醛、乙酸、乙酸乙酯．
（2）B转化成C的反应化学方程式2CH3CHO+O2$→_{△}^{催化剂}$2CH3COOH．
5．下列有关物质结构的叙述正确的是（　　）
A．在离子化合物中不可能存在非极性共价键
B．由电子定向移动而导电的物质一定是金属晶体
C．有键能很大的共价键存在的物质熔沸点一定很高
D．只含有共价键的物质不一定是共价化合物
12．同位素示踪法可用于反应机理的研究，下列反应中同位素示踪表示正确的是（　　）
A．2KMnO4+5H2${\;}_{\;}^{18}$O2+3H2SO4→K2SO4+2MnSO4+5${\;}_{\;}^{18}$O2↑+8H2O
B．NH4Cl+${\;}_{\;}^{2}$H2O?NH3•${\;}_{\;}^{2}$H2O+HCl
C．K${\;}_{\;}^{37}$ClO3+6HCl→K${\;}_{\;}^{37}$Cl+3Cl2↑+3H2O
D．2Na2O2+2H2${\;}_{\;}^{18}$O→4NaOH+${\;}_{\;}^{18}$O2↑
2．磷及部分重要化合物的相互转化如图所示．
（1）不慎将白磷沾到皮肤上，可用0.2mol/L CuSO4溶液冲洗，根据步骤Ⅱ可判断，1mol CuSO4所能氧化的白磷的物质的量为0.05mol．
（2）步骤Ⅲ中，反应物的比例不同可获得不同的产物，除Ca3（PO4）2外可能的产物还有Ca （H2PO4）2、CaHPO4．

磷灰石是生产磷肥的原料，它的组成可以看作是Ca3（PO4）2、CaF2、CaSO4、CaCO3、SiO2的混合物，部分元素的分析结果如下（各元素均以氧化物形式表示）：
成分CaOP2O5SO3CO2
质量分数（%）47.3028.403.506.10
（3）磷灰石中，碳元素的质量分数为1.66%%（保留两位小数）．
（4）取100g磷灰石粉末，加入足量的浓硫酸，并加热，钙元素全部以CaSO4的形式存在，可以得到CaSO4114.87g（保留两位小数）．
（5）取m g 磷灰石粉末，用50.00mL混酸溶液（磷酸为0.5mol/L、硫酸为0.1mol/L）与其反应，结果Ca、S、P元素全部以CaSO4和Ca（H2PO4）2的形式存在，求m的值．
9．分子式为C7H8O的芳香族化合物不可能是（　　）
A．醇B．酚C．醚D．醛
6．聚酯纤维（涤纶）是重要的衣服面料，以下是一种合成路线（部分反应条件略去）．

已知：酯与醇（或酚）可发生如下酯交换反应：RCOOR′+R″OH$\stackrel{催化剂}{?}$RCOOR″+R′OH
（1）C8H10的系统命名为对-二甲苯；它的同系物分子通式为CnH2n-6（n≥6）．
（2）在其它催化剂作用下，乙烯与氧气反应的产物是CH3CHO（写结构简式）．
（3）若B过量，生成的聚酯纤维可表示为：若乙二醇过量，则生成的聚酯纤维可表示为．
（4）将废涤纶和甲醇在一定条件下反应，对聚合物进行降解，生成物是对苯二甲酸二甲酯、乙二醇（填名称）．
（5）对苯二甲酸有多种芳香族同分异构体，写出一种满足以下条件的有机物的结构简式．
①遇氯化铁溶液显紫色；②能发生银镜反应；③有三种不同化学环境的H原子．
（6）聚合物PC也由酯交换反应合成，其结构可表示为：合成PC的2种单体的中：醇（或酚）的结构简式为，酯的名称为碳酸二苯酚酯．
7．把少量过氧化钠投入下列溶液中，有白色沉淀生成的是（　　）
A．1mol/L氢氧化钠B．饱和碳酸氢钠C．1mol/L硫酸亚铁D．饱和碳酸钠

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网