Question

短周期主族元素X、Y、Z的原子序数依次增大，X原子最外层电子数为4，X与Y能形成原子个数比为1：1和1：2的化合物，Z的最高价氧化物对应的水化物M碱性最强．
（1）写出XY₂的结构式

 

（2）少量XY₂通入M的水溶液，能完全被吸收，写出化学方程式

 

（3）分别取等物质的量浓度的M溶液各100mL，再通入一定量的XY₂，随后分别各取20mL溶液，向其中逐滴滴入0.2mol/L的盐酸，在标准状况下产生XY₂的体积（y轴）与所加入盐酸的体积（x轴）的关系如图（分A、B两种情况）：

①在A情况下，溶质是（填化学式）

 

．
②在B情况下，溶质物质的量之比为

 

．
③原NaOH溶液的物质的量浓度为

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,离子方程式的有关计算

专题：计算题,元素周期律与元素周期表专题

分析：短周期主族元素X、Y、Z的原子序数依次增大，Z的最高价氧化物对应的水化物M碱性最强，则Z为钠元素，M为氢氧化钠，X原子最外层电子数为4，则X为第ⅣA族元素，即X为碳元素，X与Y能形成原子个数比为1：1和1：2的化合物，且原子序数小于钠，所以Y为氧元素，据此答题；

解答： 解：短周期主族元素X、Y、Z的原子序数依次增大，Z的最高价氧化物对应的水化物M碱性最强，则Z为钠元素，M为氢氧化钠，X原子最外层电子数为4，则X为第ⅣA族元素，即X为碳元素，X与Y能形成原子个数比为1：1和1：2的化合物，且原子序数小于钠，所以Y为氧元素，
（1）XY₂为CO₂，它的结构式为O=C=O，
故答案为：O=C=O； 
（2）少量CO₂通入NaOH的水溶液，能完全被吸收，化学方程式为CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，
故答案为：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O； 
（3）①图A中开始生成CO₂气体至最大时，消耗HCl为50mL，若二氧化碳与NaOH反应后溶液中不含NaHCO₃，由Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl可知，将CO₃^2-转化为HCO₃^-应消耗HCl为50mL，而图象中开始生成CO₂气体时消耗HCl体积为100mL，说明该阶段还发生反应NaOH+HCl=NaCl+H₂O，溶液中溶质为NaOH、Na₂CO₃，
故答案为：NaOH、Na₂CO₃．
②图B中开始生成CO₂气体至最大时，消耗HCl为100mL，若二氧化碳与NaOH反应后溶液中不含NaHCO₃，由Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl可知，将CO₃^2-转化为HCO₃^-应消耗HCl为100mL，而图象中开始生成CO₂气体时消耗HCl体积为50mL，说明该阶段只发生Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl，故二氧化碳与NaOH反应后溶液中含NaHCO₃、Na₂CO₃，令NaHCO₃、Na₂CO₃的物质的量分别为xmol、ymol，根据碳原子守恒可知：x+y=

0.448

22.4

，反应最终为NaCl，结合钠离子、氯离子守恒可知：x+2y=0.15×0.2，联立方程解得：x=0.01mol、y=0.01mol，故Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物，其物质的量之比为1：1，
故答案为：n（Na₂CO₃）：n（NaHCO₃）=1：1．
③图B中加入150mL盐酸时，溶液中溶质都恰好完全反应，此时溶液为NaCl溶液，根据守恒可知20mL溶液中n（NaOH）=n（NaCl）=n（HCl））=0.15L×0.2mol/L=0.03mol，故原氢氧化钠溶液的浓度=

0.03mol

0.02L

=1.5mol/L，
故答案为：1.5mol/L．

点评：本题主要考查了结构式、化学反应方程式、化学计算等知识，中等难度，元素推断是解题的关键，本题的难度在化学计算，解时要注意理解图中给出的信息．