Question

10．有X、Y、Z和W四种元素．已知：①X、Y、Z属同一短周期，其离子以X²⁺、Y³⁺、Z^-的形式存在．②W和Z组成化合物WZ₃溶液遇苯酚呈紫色．请回答：
（1）Z的最高价氧化物对应水化物的名称为高氯酸．
（2）X的单质在二氧化碳中燃烧的化学方程式为2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C．
（3）Y的单质可用于冶炼金属锰，写出Y与二氧化锰反应的化学方程式3MnO₂+4Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Al₂O₃+3Mn，
Y的最高价氧化物对应的水化物既可溶于强酸又可溶于强碱，请用电离平衡理论解释其原因在氢氧化铝中存在电离平衡H₂O+AlO₂^-+H⁺?Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-，当加入强酸时电离平衡向右移动，氢氧化铝溶解；当加入强碱时电离平衡向左移动，氢氧化铝溶解．
（4）当有28.0g W组成的单质，在加热条件下与足量水完全反应，则生成气体标准状况下的体积为14.9L．
（5）我国陆地上冶炼X的主要流程如图所示

已知当有 lmolX的氧化物参加反应时，有2mol电子转移且生成三种产物，则步骤②反应的化学方程式为3MgO+3Cl₂+2C=3MgCl₂+CO₂+CO．

Answer 1

分析 W和Z组成化合物WZ₃溶液遇苯酚呈紫色，则W为Fe，Z为Cl；X、Y、Z属同一短周期，其离子以X²⁺、Y³⁺、Z^-的形式存在，则X为Mg，Y为Al；
（1）根据氯元素的最高化合价来分析对应的酸；
（2）镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳；
（3）由铝热反应原理来书写化学反应，利用电离平衡移动来解释氢氧化铝既可溶于强酸又可溶于强碱；
（4）由铁和水蒸气反应的方程式来计算；
（5）由步骤可知氧化镁与碳、氯气反应，利用电子的转移数目来分析产物，并书写反应方程式．

解答 解：W和Z组成化合物WZ₃溶液遇苯酚呈紫色，则W为Fe，Z为Cl；X、Y、Z属同一短周期，其离子以X²⁺、Y³⁺、Z^-的形式存在，则X为Mg，Y为Al；
（1）因氯元素的最高化合价为+7价，则对应的最高价氧化物对应水化物为HClO₄，其名称为高氯酸，故答案为：高氯酸；
（2）因镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，反应为2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C，故答案为：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C；
（3）铝与二氧化锰反应生成氧化铝和锰，其反应为3MnO₂+4Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Al₂O₃+3Mn，由电离平衡H₂O+AlO₂^-+H⁺?Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-，可知加强酸或强碱时都能使氢氧化铝溶解，
故答案为：3MnO₂+4Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Al₂O₃+3Mn；在氢氧化铝中存在电离平衡H₂O+AlO₂^-+H⁺?Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-，当加入强酸时电离平衡向右移动，氢氧化铝溶解；当加入强碱时电离平衡向左移动，氢氧化铝溶解；
（4）28.0gFe的物质的量为$\frac{28.0g}{56g/mol}$=0.5mol，由3Fe+4H₂0$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，则氢气的物质的量为$\frac{0.5mol×4}{3}$，其标况下的体积为$\frac{2}{3}$mol×22.4L/mol=14.9L，故答案为：14.9；
（5）由流程图中的反应②可知，氧化镁与碳和氯气反应生成氯化镁和碳的氧化物，lmolMgO参加反应时，有2mol电子转移且生成三种产物，即1mol氯气作氧化剂时，$\frac{2}{3}$mol碳作还原剂，且生成均为$\frac{1}{3}$mol的CO₂和CO，其反应为3MgO+3Cl₂+2C=3MgCl₂+CO₂+CO，
故答案为：3MgO+3Cl₂+2C=3MgCl₂+CO₂+CO．

点评 本题考查学生利用物质的检验及物质原子在周期表中的位置来推断元素，然后利用元素化合物知识结合习题中的信息来解答，明确信息的使用及挖掘是解答本题的关键．