题目内容

2．X、Y、Z、M、N为原子序数依次增大的短周期元素，X、Z处于同一主族，Z、M、N处于同一周期，N原子的最外层电子数是X、Y、Z原子最外层电子数之和．X、Y组成的常见气体甲能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，N的单质与甲反应能生成Y的单质，同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物乙和丙，0.1mol•L-1的乙溶液pH＞1；M的单质既能与Z元素最高价氧化物对应的水化物的溶液反应生成盐丁，也能与丙的水溶液反应生成盐戊．
（1）写出气体甲能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的原因NH3•H2O?NH4++OH-；
（2）N的单质与甲反应生成的乙和丙的物质的量之比为1：2，反应中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为2：3；
（3）将丁溶液和戊溶液相混合产生白色沉淀，写出发生反应的离子方程式：3AlO2-+Al3++6H2O═4Al（OH）3↓；
（4）Y2X4是一种可燃性液体，其燃烧热较大且燃烧产物对环境无污染，故可用作火箭燃料．
①已知：Y2（g）+2O2（g）═2YO2（g）△H=+67.7kJ•mol-1，2Y2X4（g）+2YO2（g）═3Y2（g）+4X2O（g）△H=-1135.7kJ•mol-1．则Y2X4完全燃烧的热化学方程式为N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-534kJ/mol．（X、Y用具体元素符号表示）
②Y2X4-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液，该电池放电时，负极的电极反应式是N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑．（X、Y用具体元素符号表示）

分析 X、Y、Z、M、N为原子序数依次增大的短周期元素，X、Y组成的常见气体甲能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则甲为NH3，X为H、Y为N元素；
X、Z处于同一主族，结合原子序数可知，Z为Na；Z、M、N处于同一周期，应该处于第三周期，N原子的最外层电子数是X、Y、Z原子最外层电子数之和，即N原子最外层电子数为：1+1+5=7，则N为Cl；N的单质氯气与甲（NH3）反应能生成Y的单质，同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物乙和丙，0.1mol/L的乙溶液pH＞1，则乙为NH4Cl，丙为HCl；M的单质既能与Z（Na）元素最高价氧化物的水化物的溶液反应生成盐丁，也能与丙（HCl）的水溶液反应生成盐，M的氢氧化物为两性氢氧化物，则M为Al元素，故丁为NaAlO2，戊为氯化铝，据此进行解答．

解答 解：X、Y、Z、M、N为原子序数依次增大的短周期元素，X、Y组成的常见气体甲能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则甲为NH3，X为H、Y为N元素；
X、Z处于同一主族，结合原子序数可知，Z为Na；Z、M、N处于同一周期，应该处于第三周期，N原子的最外层电子数是X、Y、Z原子最外层电子数之和，即N原子最外层电子数为：1+1+5=7，则N为Cl；N的单质氯气与甲（NH3）反应能生成Y的单质，同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物乙和丙，应该为氯化铵和氯化氢，其中0.1mol/L的乙溶液pH＞1，则乙为NH4Cl，丙为HCl；M的单质既能与Z（Na）元素最高价氧化物的水化物的溶液（氢氧化钠溶液）反应生成盐丁，也能与丙（HCl）的水溶液反应生成盐戊，则M的氢氧化物为两性氢氧化物，故M为Al元素，故丁为NaAlO2，戊为氯化铝，
（1）甲为氨气，氨水是若电解质存在电离平衡，电离生成铵根离子和氢氧根离子，电离方程式为：NH3•H2O?NH4++OH-，
故答案为：NH3•H2O?NH4++OH-；
（2）氯气与氨气反应生成NH4Cl、HCl，二者物质的量之比为1：2，则该反应方程式为：3Cl2+4NH3=N2+2NH4Cl+4HCl，该反应中被氧化的为氨气，被含有的为氯气，氯气完全被还原，而4mol氨气中有2mol被氧化，所以该反应中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为2：3，
故答案为：2：3；
（3）丁为NaAlO2，戊为氯化铝，将丁溶液和戊溶液相混合，铝离子和偏铝酸根离子发生双水解反应产生氢氧化铝白色沉淀，反应的离子方程式为：3AlO2-+Al3++6H2O═4Al（OH）3↓，
故答案为：3AlO2-+Al3++6H2O═4Al（OH）3↓；
（4）Y2X4为N2H4，一种可燃性液体，其燃烧热较大且燃烧产物对环境无污染，故可用作火箭燃料，
①N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+67.7kJ/mol  ①，
2N2H4（l）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（l）△H=-1135.7kJ/mol  ②，
结合盖斯定律计算（①+②）×$\frac{1}{2}$得：N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-534kJ/mol，
故答案为：N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-534kJ/mol；
②Y2X4为N2H4，N2H4-空气碱性燃料电池中，负极上燃料肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气，电极反应式为：N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑，正极发生还原反应，电极方程式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，
故答案为：N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑．

点评 本题考查了位置、结构与性质关系的应用，题目难度中等，正确推断各元素名称为解答关键，试题涉及元素推断、热化学方程式书写、电极反应式的书写、氧化还原反应的计算等知识，试题知识点较多，综合性较强，充分考查了学生灵活应用基础知识的能力．

练习册系列答案
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17．碳和硫的化合物在生产和生活中的应用非常广泛，清洁能源的开发、煤的综合利用等是实验“低碳生活”、减少空气污染的重要途径，试运用所学知识，回答下列问题：
（1）甲烷是一种重要的清洁燃料，甲烷燃烧放出大量的热，可直接作为能源用人类生成和生活．
已知：
①2CH4（g）+3O2（g）═2CO（g）+4H2O（l）△H1=-1214kJ•mol-1
②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H2=-566kJ•mol-1
则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-890KJ/mol；
请从化学反应的本质解释甲烷燃烧放出热量的原因：反应中形成新键时放出的能量大于断裂旧键时吸收的能量．
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①电池的负极是a（天“a”或“b”）
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（3）治理含二氧化硫的气体可利用原电池原理，用SO2和O2来制备硫酸，装置如图2，电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触．B极的电极反应式为SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+．
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4．ZnSO4•7H2O、ZnO等均具有药用价值．工业由粗ZnO（含Fe2+、Mn2+、Ni2+及其他难溶物）制备ZnSO4•7H2O的流程如图：

（1）步骤①搅拌操作的目的是加快反应速率
（2）步骤③、⑤中趁热过滤所需硅酸盐仪器名称是漏斗、烧杯、玻璃棒，如何证明滤液Ⅱ中没有Fe3+取少量样品于试管中，滴加适量KSCN溶液，观察若溶液出现血红色，则证明含有Fe3+，反之则没有Fe3+．
（3）试写滤液Ⅰ中加入稀高锰酸钾溶液时的离子方程式：
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（4）步骤⑥中调PH=1的目的为抑制Zn2+的水解．
1．高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂．以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程．

（1）KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂．其消毒原理与下列物质相同的是a（填代号）．
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（2）上述流程中可以循环使用的物质有KOH、MnO2（写化学式）．
（3）若不考虑物质循环和制备过程中的损失，则1molMnO2可制得$\frac{2}{3}$mol KMnO4．
（4）该生产中需要纯净的CO2气体．若实验室要制备纯净的CO2，所需试剂最好选择（选填代号）cd
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（5）操作I的名称是过滤；操作Ⅱ根据KMnO4和K2CO3两物质在溶解度（填性质）上的差异，采用浓缩结晶（填操作步骤）、趁热过滤得到KMnO4粗晶体．
2．水杨酸甲酯又叫冬青油，是一种重要的有机合成原料．某化学小组用水杨酸（ ）和甲醇在酸性催化剂催化下合成水杨酸甲酯并计算其产率．
实验步骤：
Ⅰ．如图，在三颈烧瓶中加入6.9g （0.05mol）水杨酸和24g（30mL，0.75mol）甲醇，向混合物中加入约10mL甲苯（甲苯与水形成的共沸物，沸点为85℃，该实验中加入甲苯，易将水蒸出），再小心地加入5mL浓硫酸，摇动混匀，加入1～2粒沸石，组装好实验装置，在85～95℃下恒温加热反应1.5小时：
Ⅱ．待装置冷却后，分离出甲醇，然后转移至分液漏斗，依次用少量水、5%NaHCO3 溶液和水洗涤；分出的产物加入少量无水MgSO4固体，过滤得到粗酯；
Ⅲ．将粗酯进行蒸馏，收集221℃～224℃的馏分，得水杨酸甲酯4.5g．
常用物理常数：
名称分子量颜色状态相对密度熔点（℃）沸点（℃）
水杨酸甲酯152无色液体1.18-8.6224
水杨酸138白色晶体1.44158210
甲醇32无色液体0.792-9764.7
请根据以上信息回答下列问题：
（1）仪器A的名称是球形冷凝管，制备水杨酸甲酯时，最合适的加热方法是水浴加热．
（2）实验中加入甲苯对合成水杨酸甲酯的作用是反应产生的水从反应体系中分离开来，使得平衡向右移动，同时可以减少甲醇的用量，从而提高反应的产率．
（3）反应结束后，分离甲醇的操作是蒸馏（或水洗分液）．
（4）洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是洗掉大部分的硫酸，第二次水洗的主要目的是洗掉碳酸氢钠．
（5）检验产品中是否含有水杨酸的化学方法是向产品中滴加少量的紫色石蕊试液，观察是否变红．
（6）本实验的产率为59%（保留两位有效数字）．

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