Question

4．已知X、Y是两种性质相似的短周期元素．
Ⅰ．若X、Y是相邻相似，它们的单质都必须采用电解法制备，但都无需密封保存，
（1）X离子的结构示意图．（2）Y元素在周期表中位置第三周期ⅢA族．
Ⅱ．若X、Y是同族相似，X是形成化合物种类最多的元素．
（3）I₂O₃以氧化XO，常用于测定XO含量，已知：
①2I₂（s）+5O₂（g）=2I₂O₅（s）△H=-75.66kJ•mol^-1
②2XO（g）+O₂（g）=2XO₂（g）△H=-566.0kJ•mol^-1．请写出XO（g）与I₂O₅（s）反应生成XO₂（g）的热化学方程式：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.17kJ/mol．
（4）工业上用X单质与Y的氧化物反应制取Y单质的过程中，YO是反应中间产物，隔绝空气时YO和NaOH溶液反应（产物之一是Na₂YO₃）的离子方程式是SiO+2OH^-=SiO₃^2-+H₂↑．
Ⅲ．若X、Y是对角相似，X、Y的最高价含氧酸的浓溶液都有强氧化性．
（5）下列试剂都可以证明X、Y的最高价含氧酸的浓溶液都有强氧化性的是ABD．
A．铁片        B．铜片         C．二氧化硫            D．木炭
（6）HA是含有X元素的一元酸，常温下，将0.2mol/L的HA溶液与等体积、等浓度的NaOH溶液混合，所得溶液（假设溶液体积可以相加）中部分微粒组成及浓度如图1所示，图中N表示OH^-（填微粒符号）．

（7）某化工厂设计要求：空气中YO₂含量不得超过0.02mg/L．某同学用图2所示简易装置测定空气中的YO₂含量：准确移取10mL5×10^-4mol/L的标准碘水溶液，注入试管中，加2-3滴淀粉指示剂，此时溶液呈蓝色，在指定的测定地点抽气，每次抽气100mL，直到溶液的蓝色全部褪尽为止，假设该同学的测量是准确的，则他抽气的次数至少为160次时方可说明该厂空气中的YO₂含量达标．

Answer 1

分析 已知X、Y是两种性质相似的短周期元素．
Ⅰ．若X、Y是同周期相邻相似，它们的单质都必须采用电解法制备，但都无需密封保存，结合位置关系可知，则X为Mg、Y为Al；
Ⅱ．若X、Y是同族相似$\frac{X}{Y}$，X是形成化合物种类最多的元素，则X为碳元素，Y为Si．
（3）已知：①2I₂（s）+5O₂（g）=2I₂O₅（s）△H=-75.66kJ•mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ•mol^-1
根据盖斯定律，（②×5-①）÷2可得：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）；
（4）隔绝空气时SiO和NaOH溶液反应，产物之一是Na₂SiO₃，还生成氢气；
Ⅲ．若X、Y是对角相似，X、Y的最高价含氧酸的浓溶液都有强氧化性，则X为N元素、Y为S元素．
（5）铁片在冷的浓硝酸、浓硫酸中发生钝化，铜片、木炭与浓硝酸及浓硫酸反应，而二氧化硫不能与浓硫酸反应；
（6）HA是含有X元素的一元酸，常温下，将0.2mol/L的HA溶液与等体积、等浓度的NaOH溶液混合，发生反应：HA+NaOH=NaA+H₂O，反应后溶液中钠离子浓度为：c（Na⁺）=0.2mol/L×$\frac{1}{2}$=0.1mol/L，若HA为强酸，则反应生成溶液为中性，存在离子有：Na⁺、A^-、OH^-、H⁺四种，根据图象可知，M的浓度小于0.1mol/L，则反应后的溶液中至少存在5种粒子，所以HA为弱酸，NaA溶液呈碱性，则c（OH^-）＞c（H⁺），一般来说，盐类的水解程度较低，则有c（A^-）＞c（OH^-），所以有：c（Na⁺）＞c（A^-）＞c（OH^-）＞c（HA）＞c（H⁺）；
（7）二氧化硫用碘溶液来吸收，方程式为：SO₂+I₂+2H₂O═2HI+H₂SO₄，结合反应的方程式计算．

解答 解：已知X、Y是两种性质相似的短周期元素．
Ⅰ．若X、Y是同周期相邻相似，它们的单质都必须采用电解法制备，但都无需密封保存，结合位置关系可知，则X为Mg、Y为Al，
（1）Mg²⁺离子的结构示意图为：，故答案为：；
（2）Al元素在周期表中位置：第三周期ⅢA族，故答案为：第三周期ⅢA族；

Ⅱ．若X、Y是同族相似$\frac{X}{Y}$，X是形成化合物种类最多的元素，则X为碳元素，Y为Si．
（3）已知：①2I₂（s）+5O₂（g）=2I₂O₅（s）△H=-75.66kJ•mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ•mol^-1
根据盖斯定律，（②×5-①）÷2可得：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.17kJ/mol，
故答案为：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.17kJ/mol；
（4）隔绝空气时SiO和NaOH溶液反应，产物之一是Na₂SiO₃，还生成氢气，反应离子方程式为：，
故答案为：SiO+2OH^-=SiO₃^2-+H₂↑；
Ⅲ．若X、Y是对角相似，X、Y的最高价含氧酸的浓溶液都有强氧化性，则X为N元素、Y为S元素．
（5）铁片在冷的浓硝酸、浓硫酸中发生钝化，铜片、木炭与浓硝酸及浓硫酸反应，说明浓硫酸、浓硝酸具有强氧化性，而二氧化硫不能与浓硫酸反应，不能说明浓硫酸具有强氧化性，
故选：ABD；
（6）HA是含有X元素的一元酸，常温下，将0.2mol/L的HA溶液与等体积、等浓度的NaOH溶液混合，发生反应：HA+NaOH=NaA+H₂O，反应后溶液中钠离子浓度为：c（Na⁺）=0.2mol/L×$\frac{1}{2}$=0.1mol/L，若HA为强酸，则反应生成溶液为中性，存在离子有：Na⁺、A^-、OH^-、H⁺四种，根据图象可知，M的浓度小于0.1mol/L，则反应后的溶液中至少存在5种粒子，所以HA为弱酸，NaA溶液呈碱性，则c（OH^-）＞c（H⁺），一般来说，盐类的水解程度较低，则有c（A^-）＞c（OH^-），所以有：c（Na⁺）＞c（A^-）＞c（OH^-）＞c（HA）＞c（H⁺），即M为A^-，N为OH^-，P为HA，Q为H⁺，
故答案为：OH^-；
（7）二氧化硫用碘溶液来吸收，方程式为：SO₂+I₂+2H₂O═2HI+H₂SO₄，为说明该地空气中的SO₂含量符合排放标准，设至少抽气x次，则抽气x次SO₂的质量为100x×10^-3L×2×10^-5 g•L^-1=（2x×10^-6）g，根据化学方程式可得：
SO₂～～～～～～～～～～～I₂
64 g　　　　　　　　　　1 mol
2x×10^-6 g　　10×10^-3 L×5×10^-4 mol•L^-1
64 g：2x×10^-6 g=1 mol：10×10^-3 L×5×10^-4 mol•L^-1
解得x=160，
故答案为：160．

点评 本题考查结构性质位置关系、热化学方程式书写、离子浓度等效比较、化学方程式计算等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础．