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(2013?重庆模拟)已知X、Y、Z、W、Q都是周期表中短周期的元素,它们的核电荷数依次增大.其中X、Y、Z是同周期的非金属元素.W的三价阳离子与Z的阴离子具有相同的电子层结构,它们相互形成的化合物中存在离子键;XZ2为非极性分子;Y、Z 氢化物的沸点比它们同族其他元素氢化物的沸点高;Q在同周期元素中原子半径最小.
回答下列问题:
(1)写出化合物XZ2的电子式
,其晶体类型为
分子晶体
分子晶体

(2)Y、Z 氢化物的沸点比它们同族元素氢化物的沸点高的原因是
氨气分子之间、水分子之间都存在氢键
氨气分子之间、水分子之间都存在氢键

(3)将少量YZ2通入过量小苏打溶液中,再使逸出的气体通过装有足量过氧化钠颗粒的干燥管,最后收集到的气体是
二氧化氮、氧气
二氧化氮、氧气

(4)某温度下,在2L密闭容器中投入0.2mol H2和0.2mol XZ2,发生如下反应:H2+XZ2?H2Z+XZ 测得平衡时,XZ2的转化率为60%,则该温度下的平衡常数为
2.25
2.25

(5)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的高效氧化剂和消毒剂,常用于饮用水处理.工业生产高铁酸钾的方法为:①常温下先将Q的单质通入氢氧化钠溶液中制得含Q元素的一种含氧酸盐;②再将其与氢氧化钠溶液混合氧化硝酸铁,得到高铁酸钠粗产品;③过滤后用氢氧化钾溶液溶解,重结晶,再经过脱碱、洗涤、干燥处理,得到高铁酸钾.写出②中发生反应的离子方程式
3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
,第③步中高铁酸钠能够转化为高铁酸钾的原因是
高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小
高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小
分析:已知X、Y、Z、W、Q都是周期表中短周期的元素,它们的核电荷数依次增大.W的三价阳离子与Z的阴离子具有相同的电子层结构,则W为Al元素;Q原子序数等于W,Q在同周期元素中原子半径最小,则Q为Cl元素;X、Y、Z是同周期的非金属元素,处于第二周期,XZ2为非极性分子,应是CO2,则X为碳元素、Y为氮元素,Z为氧元素.阳离子含有10个电子,与铝离子电子数相同,氧化铝是离子化合物,氨气、水分子间存在氢键,沸点高于同族其他元素氢化物的沸点,验证符合,据此解答.
解答:已知X、Y、Z、W、Q都是周期表中短周期的元素,它们的核电荷数依次增大.W的三价阳离子与Z的阴离子具有相同的电子层结构,则W为Al元素;Q原子序数等于W,Q在同周期元素中原子半径最小,则Q为Cl元素;X、Y、Z是同周期的非金属元素,处于第二周期,XZ2为非极性分子,应是CO2,则X为碳元素、Y为氮元素,Z为氧元素.阳离子含有10个电子,与铝离子电子数相同,氧化铝是离子化合物,氨气、水分子间存在氢键,沸点高于同族其他元素氢化物的沸点,验证符合,
(1)XZ2是CO2,碳原子与氧原子之间形成2对共用电子对,电子式为,其晶体类型属于分子晶体,
故答案为:;分子晶体;
(2)氨气分子之间、水分子之间都存在氢键,沸点高于同族其他元素氢化物的沸点,
故答案为:氨气分子之间、水分子之间都存在氢键;
(3)将少量NO2通入过量小苏打溶液中,先与水反应生成硝酸、NO,硝酸与小苏打反应生成二氧化碳,NO、二氧化碳的体积之比为1:2,二氧化碳与过氧化钠反应生成氧气,氧气与NO为1:1,二者反应生成二氧化氮,氧气有剩余,故最后收集到的气体是二氧化氮、氧气,
故答案为:二氧化氮、氧气;
(4)某温度下,在2L密闭容器中投入0.2mol H2和0.2mol CO2,发生如下反应:H2+CO2?H2O+CO 测得平衡时,CO2的转化率为60%,则参加反应的二氧化碳为0.2mol×60%=0.12mol,则:
           H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO (g),
开始(mol):0.2     0.2      0       0
变化(mol):0.12    0.12    0.12    0.12
平衡(mol):0.08    0.08    0.12    0.12
反应气体气体体积不变,用物质的量代替浓度计算平衡常数,故k=
0.12×0.12
0.08×0.08
=2.25,
故答案为:2.25;
(5)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的高效氧化剂和消毒剂,常用于饮用水处理.工业生产高铁酸钾的方法为:①常温下先将氯气通入氢氧化钠溶液中制得含Cl元素的一种含氧酸盐,该盐为NaClO,
②再将其与氢氧化钠溶液混合氧化硝酸铁,得到高铁酸钠粗产品,同时生成氯化钠、水,反应离子方程式为:
3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,
③由于高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小,过滤后用氢氧化钾溶液溶解,重结晶,再经过脱碱、洗涤、干燥处理,得到高铁酸钾,
故答案为:3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小.
点评:本题综合性较大,涉及结构性质位置关系、常用化学用语、化学平衡及平衡常数的有关计算、氧化还原反应、物质的分离提纯等,难度中等,是对学生综合能力的考查,推断元素是解题的关键.
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