Question

5．有X、Y、Z三种元素，已知：
①X^2-、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．

Answer 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，X^2-、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，X^2-、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．