题目内容
X、Y、Z、W四种常见元素，且均为短周期元素．已知：①X的最高价氧化物对应的水化物为无机酸中最强酸 ②Y的氧化物是典型的两性氧化物，可用于制造一种极有前途的高温材料 ③Z是无机非金属材料的主角，其单质是制取大规模集成电路的主要原料 ④W被称为军事金属，可在CO2中燃烧．（1）X的最高价氧化物对应水化物的水溶液与Y的氧化物反应的离子方程式为
（2）Z的氧化物在通讯领域用来作
（3）在50mL，lmol?L-1的YX3溶液中逐滴加入0.5mol?L-1的NaOH溶液，得到1.56g沉淀，则加入NaOH溶液的体积最多为
（4）Y、W合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料．研究性学习小组的三位同学，为测定某Y、W合金（设不含其他元素）中W的质量分数，设计下列三种不同的实验方案进行探究．填写下列空白：
[探究一]
实验方案：Y、W合金
| 氢氧化钠溶液 |
实验步骤：
①称取一定质量的Y、W合金粉末样品，加入过量的Na0H溶液，充分反应．实验中发生反应的化学方程式是
②过滤、洗涤、干燥、称量剩余固体．若未洗涤固体，将导致测得的Z的质量分数
[探究二]
实验方案：称量xg Y、W合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧．
问题讨论：
③欲计算W的质量分数．该实验中还需测定的数据是
④若用空气代替O2进行实验，对测定结果是否有影响？
考点：位置结构性质的相互关系应用,探究物质的组成或测量物质的含量
专题：
分析：X、Y、Z、W四种常见元素，且均为短周期元素．已知：①X的最高价氧化物对应的水化物为无机酸中最强酸，故X为氯； ②Y的氧化物是典型的两性氧化物，可用于制造一种极有前途的高温材料，故Y是铝； ③Z是无机非金属材料的主角，其单质是制取大规模集成电路的主要原料，故Z为硅；④W被称为军事金属，可在CO2中燃烧，故W为镁；据此解答（1）（2）（3）即可；
（4）探究一：①铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气；
②镁上会附着偏铝酸钠等物质，未洗涤导致测定的镁的质量偏大；
探究二：③Mg、Al都能够与氧气化学反应生成氧化物；
④用空气代替O2进行实验，发生反应：3Mg+N2
Mg3N2，2Mg+CO
2MgO+C，测定生成固体的质量变大．
（4）探究一：①铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气；
②镁上会附着偏铝酸钠等物质，未洗涤导致测定的镁的质量偏大；
探究二：③Mg、Al都能够与氧气化学反应生成氧化物；
④用空气代替O2进行实验，发生反应：3Mg+N2
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解答：
解：依据分析可知X为氯，Y为铝，Z为硅，W为镁，
（1）Cl的最高价氧化物对应水化物为高氯酸，Al的氧化物为氧化铝，它们反应生成铝离子和水，离子方程式为：6H++Al2O3=2Al3++3H2O，
故答案为：6H++Al2O3=2Al3++3H2O；
（2）Z的氧化物为二氧化硅，常用作光导纤维，工业上常利用碳还原二氧化硅制取硅单质，故答案为：光导纤维；SiO2+2C
Si+2CO↑；
（3）50mL 1mol/L的AlCl3溶液中氯化铝的物质的量=0.05L×1mol/L=0.05mol，若Al元素都转化为氢氧化铝沉淀，则氢氧化铝沉淀的质量=0.05mol×78g/mol=3.9g＞1.56g，说明有两种情况：一为沉淀不完全，只生成Al（OH）3沉淀；另一种情况为沉淀部分溶解，既生成Al（OH）3沉淀，又生成NaAlO2，
据此分析可知，第二种情况消耗氢氧化钠最多，故沉淀部分溶解，既生成Al（OH）3沉淀，又生成NaAlO2，则：
Al3++3OH-═Al（OH）3↓
0.05mol 0.15mol 0.05mol
Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O
（0.05-0.02）mol （0.05-0.02）mol
则消耗的碱的物质的量为0.15mol+（0.05-0.02）mol=0.18mol，
加入NaOH溶液的体积为
=0.36L=360mL，故答案为：360；
（4）探究一：①铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气，反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，故答案为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；
②镁上会附着偏铝酸钠等物质，未洗涤导致测定的镁的质量偏大，镁的质量分数偏高，故答案为：偏高；
探究二：①Mg、Al均与氧气反应，生成金属氧化物，则还需测定生成物的质量，故答案为：灼烧后固体的质量；
若用空气代替O2进行实验，发生反应：3Mg+N2
Mg3N2，2Mg+CO
2MgO+C，测定生成固体的质量变大，则镁的质量分数偏高，
故答案为：是．
（1）Cl的最高价氧化物对应水化物为高氯酸，Al的氧化物为氧化铝，它们反应生成铝离子和水，离子方程式为：6H++Al2O3=2Al3++3H2O，
故答案为：6H++Al2O3=2Al3++3H2O；
（2）Z的氧化物为二氧化硅，常用作光导纤维，工业上常利用碳还原二氧化硅制取硅单质，故答案为：光导纤维；SiO2+2C
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（3）50mL 1mol/L的AlCl3溶液中氯化铝的物质的量=0.05L×1mol/L=0.05mol，若Al元素都转化为氢氧化铝沉淀，则氢氧化铝沉淀的质量=0.05mol×78g/mol=3.9g＞1.56g，说明有两种情况：一为沉淀不完全，只生成Al（OH）3沉淀；另一种情况为沉淀部分溶解，既生成Al（OH）3沉淀，又生成NaAlO2，
据此分析可知，第二种情况消耗氢氧化钠最多，故沉淀部分溶解，既生成Al（OH）3沉淀，又生成NaAlO2，则：
Al3++3OH-═Al（OH）3↓
0.05mol 0.15mol 0.05mol
Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O
（0.05-0.02）mol （0.05-0.02）mol
则消耗的碱的物质的量为0.15mol+（0.05-0.02）mol=0.18mol，
加入NaOH溶液的体积为
| 0.18mol |
| 0.5mol/L |
（4）探究一：①铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气，反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，故答案为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；
②镁上会附着偏铝酸钠等物质，未洗涤导致测定的镁的质量偏大，镁的质量分数偏高，故答案为：偏高；
探究二：①Mg、Al均与氧气反应，生成金属氧化物，则还需测定生成物的质量，故答案为：灼烧后固体的质量；
若用空气代替O2进行实验，发生反应：3Mg+N2
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故答案为：是．
点评：本题考查物质含量的测定、对实验原理与装置的理解、实验方案设计等，难度中等，理解实验原理是解题的关键，是对知识的综合考查，需要学生具有知识的基础与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．
练习册系列答案
轻松课堂单元期中期末专题冲刺100分系列答案
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下列实验操作中不正确的是（ ）
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