题目内容

【题目】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X的单质是空气中含量最高的气体,Y在四种元素中原子半径最大,Z的氧化物是光导纤维的主要成分,WX是同主族元素。下列叙述正确的是

A. 离子半径X<Y B. Y3XZ3X4中化学键类型相同

C. 氢化物沸点X<W D. 最高价氧化物的水化物的酸性Z<W

【答案】D

【解析】分析X的单质是空气中含量最高的气体空气中含量最高的气体为N2,故X为N;Z的氧化物是光导纤维的主要成分ZSi,Y在四种元素中原子半径最大Si的原子序数小N的原子序数大,则YNa, WX是同主族元素,则W为P。综合以上分析,X为N;YNa;ZSi;W为P。

详解:A. 核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,半径越小,离子半径N3->Na+,A错误B. Na3N含有离子键,Si3N4含有共价键,B错误C. 由于NH3分子间存在氢键,故氢化物沸点NH3>PH3,C错误D. 非金属性越强,最高价氧化物的水化物的酸性越强,非金属性Si<P,所以酸性H2SiO3<H3PO4

练习册系列答案
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【题目】文献记载,铁粉在稀硝酸中会放出氢气。某同学进行如下验证和对比实验。

实验I. 室温下 (20℃), 在恒压密闭容器内放入过量铁粉和 2.0 mL 0.5 mol·L–1 HNO3,立即有气体生成。充分反应后,所得溶液几乎无色,收集到无色气体 6.0 mL。将该气体通入有空气的试管,无明显变化。点燃气体,有尖锐爆鸣声,试管壁出现液滴。取反应后溶液,加入足量 NaOH 溶液得到灰绿色沉淀。煮沸时,蒸气略有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝。

(1)气体产物为氢气的证据是______________________

(2)根据实验现象, 写出铁粉与 0.5 mol·L–1 硝酸反应时还原反应的半反应方程式。① 2H+ + 2e = H2↑; ②_____________

(3)该同学对产生氢气的原因提出假设:

假设 1:该浓度的硝酸中 H+的氧化性大于NO3-

假设 2: H+的还原速率大于NO3-的还原速率;

I. 验证假设 1:用____(CuMg)粉与_____ 硝酸反应,说明假设1不成立。实验证据是______________________

II. 验证假设 2: 改变条件重复实验 I,结果如下(气体成分和溶液成分检验的现象与实验 I 相似)。

序号

金属状态

反应温度

实验现象

a

铁粉

40℃

溶液略带黄色,气体 3.4 mL。

b

铁粉

60℃

黄色溶液,气体 2.6 mL。

根据实验现象,你认为假设2是否成立?简述理由。__________________________

试分析温度对铁粉与硝酸反应生成氢气体积的影响。__________________________

(4)改用 3 mol·L–1 HNO3与过量铁粉反应, 有无色气体生成, 溶液变为深棕色。气体接触空气显红棕色,不可燃。 根据以上结论解释生成还原产物的原因__________________________

(5)综上所述,金属与硝酸生成氢气,需要控制哪些条件?__________________________________

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