(2013?重慶模擬)已知X、Y、Z、W、Q都是周期表中短周期的元素,它們的核電荷數(shù)依次增大.其中X、Y、Z是同周期的非金屬元素.W的三價陽離子與Z的陰離子具有相同的電子層結構,它們相互形成的化合物中存在離子鍵;XZ2為非極性分子;Y、Z 氫化物的沸點比它們同族其他元素氫化物的沸點高;Q在同周期元素中原子半徑最。
回答下列問題:
(1)寫出化合物XZ2的電子式
,其晶體類型為
分子晶體
分子晶體

(2)Y、Z 氫化物的沸點比它們同族元素氫化物的沸點高的原因是
氨氣分子之間、水分子之間都存在氫鍵
氨氣分子之間、水分子之間都存在氫鍵

(3)將少量YZ2通入過量小蘇打溶液中,再使逸出的氣體通過裝有足量過氧化鈉顆粒的干燥管,最后收集到的氣體是
二氧化氮、氧氣
二氧化氮、氧氣

(4)某溫度下,在2L密閉容器中投入0.2mol H2和0.2mol XZ2,發(fā)生如下反應:H2+XZ2?H2Z+XZ 測得平衡時,XZ2的轉化率為60%,則該溫度下的平衡常數(shù)為
2.25
2.25

(5)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型的高效氧化劑和消毒劑,常用于飲用水處理.工業(yè)生產(chǎn)高鐵酸鉀的方法為:①常溫下先將Q的單質(zhì)通入氫氧化鈉溶液中制得含Q元素的一種含氧酸鹽;②再將其與氫氧化鈉溶液混合氧化硝酸鐵,得到高鐵酸鈉粗產(chǎn)品;③過濾后用氫氧化鉀溶液溶解,重結晶,再經(jīng)過脫堿、洗滌、干燥處理,得到高鐵酸鉀.寫出②中發(fā)生反應的離子方程式
3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
,第③步中高鐵酸鈉能夠轉化為高鐵酸鉀的原因是
高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小
高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小
分析:已知X、Y、Z、W、Q都是周期表中短周期的元素,它們的核電荷數(shù)依次增大.W的三價陽離子與Z的陰離子具有相同的電子層結構,則W為Al元素;Q原子序數(shù)等于W,Q在同周期元素中原子半徑最小,則Q為Cl元素;X、Y、Z是同周期的非金屬元素,處于第二周期,XZ2為非極性分子,應是CO2,則X為碳元素、Y為氮元素,Z為氧元素.陽離子含有10個電子,與鋁離子電子數(shù)相同,氧化鋁是離子化合物,氨氣、水分子間存在氫鍵,沸點高于同族其他元素氫化物的沸點,驗證符合,據(jù)此解答.
解答:已知X、Y、Z、W、Q都是周期表中短周期的元素,它們的核電荷數(shù)依次增大.W的三價陽離子與Z的陰離子具有相同的電子層結構,則W為Al元素;Q原子序數(shù)等于W,Q在同周期元素中原子半徑最小,則Q為Cl元素;X、Y、Z是同周期的非金屬元素,處于第二周期,XZ2為非極性分子,應是CO2,則X為碳元素、Y為氮元素,Z為氧元素.陽離子含有10個電子,與鋁離子電子數(shù)相同,氧化鋁是離子化合物,氨氣、水分子間存在氫鍵,沸點高于同族其他元素氫化物的沸點,驗證符合,
(1)XZ2是CO2,碳原子與氧原子之間形成2對共用電子對,電子式為,其晶體類型屬于分子晶體,
故答案為:;分子晶體;
(2)氨氣分子之間、水分子之間都存在氫鍵,沸點高于同族其他元素氫化物的沸點,
故答案為:氨氣分子之間、水分子之間都存在氫鍵;
(3)將少量NO2通入過量小蘇打溶液中,先與水反應生成硝酸、NO,硝酸與小蘇打反應生成二氧化碳,NO、二氧化碳的體積之比為1:2,二氧化碳與過氧化鈉反應生成氧氣,氧氣與NO為1:1,二者反應生成二氧化氮,氧氣有剩余,故最后收集到的氣體是二氧化氮、氧氣,
故答案為:二氧化氮、氧氣;
(4)某溫度下,在2L密閉容器中投入0.2mol H2和0.2mol CO2,發(fā)生如下反應:H2+CO2?H2O+CO 測得平衡時,CO2的轉化率為60%,則參加反應的二氧化碳為0.2mol×60%=0.12mol,則:
           H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO (g),
開始(mol):0.2     0.2      0       0
變化(mol):0.12    0.12    0.12    0.12
平衡(mol):0.08    0.08    0.12    0.12
反應氣體氣體體積不變,用物質(zhì)的量代替濃度計算平衡常數(shù),故k=
0.12×0.12
0.08×0.08
=2.25,
故答案為:2.25;
(5)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型的高效氧化劑和消毒劑,常用于飲用水處理.工業(yè)生產(chǎn)高鐵酸鉀的方法為:①常溫下先將氯氣通入氫氧化鈉溶液中制得含Cl元素的一種含氧酸鹽,該鹽為NaClO,
②再將其與氫氧化鈉溶液混合氧化硝酸鐵,得到高鐵酸鈉粗產(chǎn)品,同時生成氯化鈉、水,反應離子方程式為:
3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,
③由于高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小,過濾后用氫氧化鉀溶液溶解,重結晶,再經(jīng)過脫堿、洗滌、干燥處理,得到高鐵酸鉀,
故答案為:3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小.
點評:本題綜合性較大,涉及結構性質(zhì)位置關系、常用化學用語、化學平衡及平衡常數(shù)的有關計算、氧化還原反應、物質(zhì)的分離提純等,難度中等,是對學生綜合能力的考查,推斷元素是解題的關鍵.
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