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5.有X、Y、Z三种元素,已知:
①X2-、Y-均与Y的气态氢化物分子具有相同的电子数;
②Z与Y可组成化合物ZY3,ZY3溶液遇KSCN溶液呈红色.
请回答下列问题:
(1)Y的最高价氧化物对应水化物的化学式是HClO4
(2)将ZY3溶液滴入沸水可得到红褐色液体,反应的离子方程式Fe3++3H2O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe(OH)3(胶体)+3H+.此液体具有的性质是ABD(填字母).
A.光束通过该液体时形成光亮的“通路”
B.插入电极通直流电后,有一极附近液体颜色加深
C.向该液体中加入硝酸银溶液,无沉淀产生
D.将该液体加热、蒸干、灼烧后,有氧化物生成
(3)X单质在空气中燃烧生成一种无色有刺激性气味的气体.
①已知一定条件下,1mol该气体被O2氧化放热98.0kJ.若2mol该气体与1mol O2在此条件下发生反应,达到平衡时放出的热量是176.4kJ,则该气体的转化率90%.
②原无色有刺激性气味的气体与含1.5mol Y的含氧酸(该酸的某盐常用于实验室制取氧气)的溶液在一定条件下反应.可生成一种强酸和一种氧化物.若有1.5×6.02×1023个电子转移时,该反应的化学方程式是(用单线桥表示电子转移方向和数目):
(4)室温时,pH=5的HY溶液和pH=5的ZY3溶液中,水电离出的氢离子分别是10-9mol•L-1和10-5mol•L-1

分析 有X、Y、Z三种元素,Z与Y可组成化合物ZY3,ZY3溶液遇苯酚呈紫色,为FeCl3,故Z为Fe元素,Y为Cl元素,X2-、Y-均与Cl元素的气态氢化物分子具有相同的电子数,为18个电子,故X为S元素.
(1)Cl元素的最高价氧化物对应水化物的化学式是HClO4
(2)将FeCl3溶液滴入沸水中发生水解反应生成氢氧化铁胶体,所形成的溶液具有胶体的性质,氢氧化铁胶体胶粒带正电荷,会发生电泳现象,溶液中含有氯离子,将溶液蒸干促进水解,最终氢氧化铁分解生成氧化铁;
(3)硫单质在空气中燃烧生成一种无色有刺激性气味的气体为SO2
①根据反应热计算参加反应的二氧化硫的物质的量,再利用转化率定义计算;
②Cl元素的一种含氧酸(该酸的某盐常用于实验室制取氧气),故该酸为HClO3,该酸具有强氧化性,将二氧化硫氧化为硫酸,Cl元素在氧化物中化合价为x,则(5-x)×1.5×6.02×1023=1.5×6.02×1023,解得x=4,故氧化物为ClO2,反应方程式为:SO2+2HClO3=H2SO4+2ClO2
(4)盐酸溶液中氢氧根离子浓度等于水电离的氢离子浓度,氯化铁溶液中氢离子浓度源于水的电离.

解答 解:有X、Y、Z三种元素,Z与Y可组成化合物ZY3,ZY3溶液遇苯酚呈紫色,为FeCl3,故Z为Fe元素,Y为Cl元素,X2-、Y-均与Cl元素的气态氢化物分子具有相同的电子数,为18个电子,故X为S元素,
(1)Cl元素的最高价氧化物对应水化物的化学式是HClO4,故答案为:HClO4
(2)将FeCl3溶液滴入沸水中发生水解反应生成氢氧化铁胶体,反应的离子方程式是Fe3++3H2O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe(OH)3(胶体)+3H+
A.氢氧化铁胶体具有丁达尔效应,则光束通过该液体时形成光亮的“通路”,故A正确;
B.胶体胶粒带有正电荷,通直流电后,发生电泳现象,负极附近液体颜色加深,故B正确;
C.所得的溶液中含有氯离子,向该液体中加入硝酸银溶液,有沉淀产生,故C错误;
D.将该液体加热、蒸干、灼烧后,有氧化铁生成,故D正确;
故答案为:Fe3++3H2O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe(OH)3(胶体)+3H+;ABD;
(3)X单质在空气中燃烧生成一种无色有刺激性气味的气体为SO2
①发生反应2SO2+O2?2SO2,1molSO2被O2氧化放热98.0kJ,若2mol该气体与1mol O2在此条件下发生反应,达到平衡时放出的热量是176.4kJ,故参加反应的SO2为$\frac{176.4kJ}{98kJ}$×1mol=1.8mol,故SO2转化率为$\frac{1.8mol}{2mol}$×100%=90%,
故答案为:90%;
②Cl元素的一种含氧酸(该酸的某盐常用于实验室制取氧气),故该酸为HClO3,SO2与含1.5molHClO3溶液在一定条件下反应,可生成一种强酸为和一种氧化物,该强酸为H2SO4,Cl元素在氧化物中化合价为x,则(5-x)×1.5×6.02×1023=1.5×6.02×1023,解得x=4,故氧化物为ClO2,反应方程式为:SO2+2HClO3=H2SO4+2ClO2,用单线桥表示电子转移方向和数目:
故答案为:
(4)盐酸抑制水的电离,氯化铁水解促进水的电离,则室温时,pH=5的HY溶液和pH=5的ZY3溶液中,水电离出的氢离子分别是$\frac{10-14}{1{0}^{-5}}$mol/L=10-9mol•L-1和10-5mol•L-1
故答案为:10-9;10-5

点评 本题以元素推断为载体,考查常用化学用语书写、胶体性质、氧化还原反应计算、反应热与化学平衡计算、电解质溶液中离子平衡问题,题目综合性较大,难度中等,(3)中注意利用氧化还原反应规律计算氯元素在氧化物中的化合价.

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