Question

X、Y、Z、Q，W五种短周期元素原子序数依次增大．化合物甲由X、Z、Q三种元素组成，常温下，0.01mol/L甲溶液的pH=12，工业上常用电解QW饱和溶液生产甲．请填写下列空白．
（1）Q的离子结构示意图为

 

．
（2）工业电解QW饱和溶液时，阳极电极反应式为

 

．
（3）常温下，往甲溶液中通入一定量W的单质，充分反应后，得到溶液乙．
①将溶液乙滴在红色石蕊试纸上，可观察到现象是试纸先变蓝后褪色，其褪色原因是：

 

②溶液乙中某种溶质与Fe（OH）₃在强碱性条件下反应可制取K₂FeO₄，其反应的离子方程式为：

 

（4）在830K，2L密闭容器中发生反应：YZ（g）+X₂Z（g）?YZ₂（g）+X₂（g），此温度下该反应平衡常数K=1．若YZ和X₂Z起始的物质的量分别为4.0mol、6.0mol，5min后反应达到平衡，用X₂表示的反应速率为

 

，平衡时YZ的转化率为

 

．

Answer 1

分析：常温下，0.01mol/L甲溶液的pH=12，则c（OH^-）=0.01mol/L，说明甲完全电离，应为强碱，为NaOH，则X为H元素，Z为O元素，Q为Na元素，工业常用电解NaCl溶液生产NaOH，则W为Cl元素，Y可能为C、N等元素，
（1）Q为Na元素，Q的离子核外有10个电子，最外层电子数为8；
（2）电解饱和氯化钠溶液，氯离子在阳极被氧化生成氯气；
（3）常温下，往甲溶液中通入一定量W的单质，充分反应后，得到溶液乙，氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠，次氯酸钠可生成HClO，HClO具有漂白性；溶液乙中某种溶质与Fe（OH）₃在强碱性条件下反应可制取K₂FeO₄，乙应具有氧化性，应为NaClO，结合反应物和生成物书写反应的离子方程式；
（4）根据c=

△c

△t

计算反应速率，结合平衡常数利用三段式法计算．

解答：解：常温下，0.01mol/L甲溶液的pH=12，则c（OH^-）=0.01mol/L，说明甲完全电离，应为强碱，为NaOH，则X为H元素，Z为O元素，Q为Na元素，工业常用电解NaCl溶液生产NaOH，则W为Cl元素，Y可能为C、N等元素，
（1）Q为Na元素，Q的离子核外有10个电子，最外层电子数为8，离子的结构示意图为，
故答案为：；
（2）电解饱和氯化钠溶液，氯离子在阳极被氧化生成氯气，电极方程式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（3）常温下，往甲溶液中通入一定量W的单质，充分反应后，得到溶液乙，氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠，
①次氯酸钠可与空气中二氧化碳反应生成HClO，或溶液中含有HClO，HClO具有漂白性，故答案为：因为溶液中含有HClO，HClO具有漂白性；
②溶液乙中某种溶质与Fe（OH）₃在强碱性条件下反应可制取K₂FeO₄，乙应具有氧化性，应为NaClO，反应的离子方程式为2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+5H₂O+3Cl^-，
故答案为：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+5H₂O+3Cl^-；
（4）已知反应：YZ（g）+X₂Z（g）?YZ₂（g）+X₂（g），
起始（mol/L） 2         3
转化（mol/L） x          x      x       x
平衡（mol/L）2-x        3-x     x       x
则

x2

(2-x)×(3-x)

=1，
x=1.2mol/L，
用X₂表示的反应速率为

1.2mol/L

5min

=0.24mol/（L?min），
平衡时YZ的转化率为

1.2

2

×100%=60%，
故答案为：0.24mol/（L?min）；60%．

点评：本题综合考查物质的结构和用途的关系，明确常见物质及物质的性质是解答本题的关键，考查知识点较多，注重对高考考点的综合考查，难度不大．