Question

X、Y、Z、M是由短周期元素组成的化合物；X、Y、Z均含有钠元素，且Y、Z均含有三种元素；Z的溶液显碱性．请回答下列问题：
（1）X为淡黄色粉末，可作潜水艇的供氧剂，则X为

过氧化钠

．X中除钠元素外，其它元素的原子结构示意图为

．
（2）Y、Z、M有关实验如下表：

实验	主要实验步骤及实验现象
1	向Y溶液中加入稀H2SO4，产生淡黄色沉淀和无色有刺激性气味的气体，该气体能使品红溶液退色．
2	向M溶液中连续滴加Z溶液，初有白色沉淀，后沉淀溶解．
3	向M稀溶液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，产生白色沉淀．

①Y中阴离子的结构如图所示，可以看成是SO₄^2-中的一个O原子被S原子所替代，请写出Y与稀H₂SO₄反应的离子方程式：

S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O

．

②写出含0.1mol Z的溶液与20mL 2.5mol?L^-1M的溶液反应的化学方程式：

AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃ ↓+3NaCl

．
（3）如图所示，横坐标表示常温下溶液的pH，纵坐标可表示Zn²⁺、[Zn（OH）₄]^2-浓度的对数值（lgc）．请回答下列问题：

①ZnCl₂溶液呈酸性的原因是

Zn²⁺+2H₂O

水解

Zn（OH）₂+2H⁺

．（用离子方程式表示）
②往ZnCl₂溶液中加入足量Z溶液，反应的离子方程式为：

Zn²⁺+4OH^-═[Zn（OH）₄]^2-

．从图中数据可计算常温下Zn（OH）₂的K_SP为

10^-17

．

Answer 1

分析：（1）X为淡黄色粉末，可作潜水艇的供氧剂，则X为过氧化钠；根据核外电子排布规律书写氧原子的原子结构示意图；
（2）①根据Y中阴离子的结构及X、Y、Z均含有钠元素且Y、Z均含有三种元素确定Y的成分；根据实验1现象确定生成物，
无色有刺激性气味的气体，且能使品红溶液退色，该气体为二氧化硫；高中阶段学过的淡黄色固体有硫、溴化银、过氧化钠，Y含有钠元素，且Y和稀硫酸反应生成淡黄色沉淀，从而确定淡黄色沉淀的成分是硫，根据反应物、生成物写出离子方程式；
②根据实验2及题意，Z含有钠元素，且Z含有三种元素．Z的溶液显碱性，向M溶液中连续滴加Z溶液，初有白色沉淀，后沉淀溶解，说明生成的沉淀能溶于碱性物质，我们学过的只有氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液，所以M含有铝离子，Z是氢氧化钠；根据实验3知，能使酸性硝酸银溶液产生白色沉淀的溶液含有氯离子，所以M是氯化铝，根据M和Z物质的量之间的关系写出相应的离子方程式．
（3）①根据盐类的水解分析该盐呈酸性的原因；
②根据氢氧化钠过量时，锌的存在形式写出相应的离子方程式；
当刚出现沉淀时，根据溶液的PH值计算溶液中氢氧根离子的浓度，根据纵坐标计算锌离子的浓度，由K_SP公式计算其K_SP；

解答：解：（1）X为淡黄色粉末，可作潜水艇的供氧剂，则X为过氧化钠；过氧化钠中除了钠外，另一种元素是氧元素，氧原子核外有8个电子，根据核外电子排布式规则知，氧原子的原子结构示意图为，故答案为：过氧化钠；；
（2）①根据Y中阴离子的结构及X、Y、Z均含有钠元素且Y、Z均含有三种元素确定Y是硫代硫酸钠；根据实验1现象确定生成物，无色有刺激性气味的气体，且能使品红溶液退色，该气体为二氧化硫；高中阶段学过的淡黄色固体有硫、溴化银、过氧化钠，Y含有钠元素，且Y和稀硫酸反应生成淡黄色沉淀，从而确定淡黄色沉淀的成分是硫，根据反应物、生成物确定其离子方程式为S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O，故答案为：S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O；
②根据实验2及题意，Z含有钠元素，且Z含有三种元素．Z的溶液显碱性，向M溶液中连续滴加Z溶液，初有白色沉淀，后沉淀溶解，说明生成的沉淀能溶于碱性物质，我们学过的只有氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液，所以M含有铝离子，Z是氢氧化钠；根据实验3知，能使酸性硝酸银溶液产生白色沉淀的溶液含有氯离子，所以M是氯化铝；
当氢氧化钠与氯化铝的物质的量之比≤3时，生成物是氢氧化铝和氯化钠；
当氢氧化钠与氯化铝的物质的量之比≥4时，生成物是偏铝酸钠和氯化钠、水；
当3≤氢氧化钠与氯化铝的物质的量之比≤4时，生成物和氢氧化铝和偏铝酸钠的混合物和氯化钠、水；
该题中氢氧化钠与氯化铝的物质的量之比为2，所以生成物是氢氧化铝和氯化钠，所以方程式为 AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃ ↓+3NaCl，
故答案为：AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃ ↓+3NaCl；
（3）①ZnCl₂是强酸弱碱盐，弱离子锌离子水解生成氢氧化锌和氢离子，所以溶液呈酸性Zn²⁺+2H₂O

水解

Zn（OH）₂+2H⁺，
故答案为：Zn²⁺+2H₂O

水解

Zn（OH）₂+2H⁺；
②往ZnCl₂溶液中加入足量Z溶液，发生离子反应为Zn²⁺+4OH^-═[Zn（OH）₄]^2-，当开始出现沉淀时，锌离子的浓度为10^-5 mol/L，溶液的pH值为8，所以氢离子浓度为10^-8 mol/L，所以氢氧根离子的浓度为10^-6 mol/L，所以
K_SP=c²（OH^-）．c（Zn²⁺）=（10^-6）²．（10^-5）=10^-17，故答案为：Zn²⁺+4OH^-═[Zn（OH）₄]^2-；10^-17．

点评：本题考查化合物的判断及盐类的水解、溶度积的计算等知识点，难度不大，易错题是K_SP的计算，注意计算溶度积时溶液pH的取值是8还是12．