Question

15．已知元素X位于Y的下一周期，X、Y的原子序数均不大于20．某含氧酸盐甲的化学式为XYO₃．请回答：
（1）常温下X的单质能与水发生反应，则X位于周期表第四周期第ⅠA族，X、Y形成简单离子半径大小关系为X小于Y（填“大于”、“小于”或“等于”）．395℃时，甲能发生分解反应生成两种盐，一种是含Y元素的无氧酸盐，该反应的化学方程式是4KClO₃$\frac{\underline{\;395℃\;}}{\;}$3KClO₄+KCl．
（2）若甲难溶于水，且甲与盐酸反应生成能使品红溶液褪色的气体．
①则甲为CaSO₃（填化学式）．该气体能使高锰酸钾溶液褪色，该反应的离子方程式为5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺．
②25℃时，甲在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，若要使溶液X²⁺离子沉淀完全，则加入YO₃^2-离子的最小浓度为2.1×10^-7mol•L^-1．
（3）若甲能与盐酸反应，生成无色、无味的气体乙．则：
①乙中所含化学键类型极性共价键．
②甲在水中持续加热生成一种更难溶的物质并逸出气体乙，该反应的化学方程式为MgCO₃+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg（OH）₂+CO₂↑．

Answer 1

分析 （1）含氧酸盐甲的化学式为XYO₃，则X为金属，Y为非金属，X、Y的原子序数均不大于20，X的单质能与水发生反应，元素X为K，X位于Y的下一周期，则元素Y为Cl；
（2）若甲难溶于水，且甲与盐酸反应生成能使品红溶液褪色的气体，则该气体为SO₂，此反应为复分解反应，则反应前后元素价态不变，则甲中含S元素且为+4价，根据化合价代数和为0，则XSO₃中元素X+2价，且甲难溶于水，则元素X为Ca，甲为CaSO₃；
（3）甲能与盐酸反应，生成无色、无味的气体乙，且甲在水中持续加热生成一种更难溶的物质并逸出气体乙，则甲为MgCO₃，乙为CO₂，以此来解答．

解答 解：（1）含氧酸盐甲的化学式为XYO₃，则X为金属，Y为非金属，X、Y的原子序数均不大于20，X的单质能与水发生反应，故元素X为K，X位于Y的下一周期，则元素Y为Cl，元素X为K，K核外电子数为19，有4个电子层，最外层有1个电子，位于周期表中第四周期第ⅠA族；X、Y形成简单离子，其核外电子排布相同，则核大径小，X核电荷数19，Y核电荷数17，故X小于Y；则含氧酸盐甲的化学式为KClO₃，KClO₃能发生分解反应生成两种盐，一种是含Cl元素的无氧酸盐，由电子、原子守恒可知该反应的化学方程式是4KClO₃$\frac{\underline{\;395℃\;}}{\;}$3KClO₄+KCl，
故答案为：第四周期第ⅠA族；小于；4KClO₃$\frac{\underline{\;395℃\;}}{\;}$3KClO₄+KCl；
（2）若甲难溶于水，且甲与盐酸反应生成能使品红溶液褪色的气体，则该气体为SO₂，此反应为复分解反应，则反应前后元素价态不变，则甲中含S元素且为+4价，根据化合价代数和为0，则XSO₃中元素X+2价，且甲难溶于水，则元素X为Ca，甲为CaSO₃，
①由以上分析得，甲为CaSO₃；SO₂和高锰酸钾发生氧化还原反应，对应的离子方程式为5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺，
故答案为：CaSO₃；5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺；
②25℃时，由甲在水中的沉淀溶解平衡曲线图可知Ksp=0.3×10^-5mol/L×0.7×10^-5mol/L=2.1×10^-11mol/L，若要使溶液X²⁺离子沉淀完全，则加入YO₃^2-离子的最小浓度为$\frac{2.1×1{0}^{-11}}{1×1{0}^{-5}}$=2.1×10^-7mol/L，
故答案为：2.1×10^-7；
（3）甲能与盐酸反应，生成无色、无味的气体乙，且甲在水中持续加热生成一种更难溶的物质并逸出气体乙，则甲为MgCO₃，乙为CO₂，
①乙中所含化学键类型为极性共价键，故答案为：极性共价键；
②甲在水中持续加热生成一种更难溶的物质并逸出气体乙，该反应的化学方程式为MgCO₃+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg（OH）₂+CO₂↑，
故答案为：MgCO₃+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg（OH）₂+CO₂↑．

点评 本题考查原子结构与元素周期律，为高频考点，把握短周期元素的性质、元素化合物知识为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意化学用语的使用，题目难度不大．