Question

短周期元素X、Y、Z原子序數(shù)依次遞增．X、Y、Z的最外層電子數(shù)之和為13，Y是所在周期中金屬性最強(qiáng)的，X、Z在同一主族．
（1）Z元素在周期表中的位置是

 

．
（2）X、Y、Z三種元素簡(jiǎn)單離子半徑大小的順序?yàn)?div id="2p6k88i" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

 （用離子符號(hào)表示）．
（3）Y₂ZX₃溶液顯

 

性，能證明該溶液中存在水解平衡的事實(shí)是

 

 （填序號(hào)）
a．滴入酚酞溶液變紅，再加入稀H₂SO₄紅色褪去
b．滴入酚酞溶液變紅，再加入氯水紅色褪去
c．滴入酚酞溶液變紅，再加入BaCl₂溶液產(chǎn)生沉淀且紅色褪去
（4）化合物FeZ₂和FeX可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化（部分產(chǎn)物和條件略去）
FeZ₂

稀硫酸

澄清濾液

足量NaOH

沉淀

蒸干、灼燒

一定條件

FeX
①FeZ₂與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

②隔絕空氣的條件下，若向剛生成的沉淀中通入HCl，可能觀察到的現(xiàn)象

 

，反應(yīng)的離子方程式

 

（5）某草酸鹽晶體K_xFe_y（C₂O₄）_z．wH₂0中鐵為+3價(jià)，草酸根為-2價(jià)，且知x+y+z=7． 取該晶體做了以下實(shí)驗(yàn)：
a．取4.910g晶體在不同溫度下加熱至恒重，所得固體的化學(xué)式和質(zhì)量如下表：

	120℃	300℃	480℃
化學(xué)式	KxFey（C2O4）Z	KxFeyO（C2O4）Z-1	KxFeyO2（C2O4）Z-2
質(zhì)量	4.370g	3.650g	2.930g

加熱到300℃以上時(shí)，還生成了一種不常見(jiàn)的碳的氧化物氣體（用R表示）；
b．另取4.910g晶體，經(jīng)過(guò)加酸溶解、加足量堿沉淀、灼燒至恒重，鐵元素全部轉(zhuǎn)化為 Fe₂O₃，質(zhì)量為 O.800g
①草酸鹽晶體中結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

 （保留三位小數(shù)）；
②R的化學(xué)式為

 

；
③確定草酸鹽晶體的化學(xué)式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：短周期元素X、Y、Z原子序數(shù)依次遞增，X、Y、Z的最外層電子數(shù)之和為13，Y是所在周期中金屬性最強(qiáng)的，則Y只能是Na元素；X、Z在同一主族，X和Z最外層電子數(shù)之和為12，則X為O、Z為S元素；
（1）主族元素原子核外電子層數(shù)與其周期數(shù)相等、最外層電子數(shù)與其族序數(shù)相等，據(jù)此確定Z元素在周期表中的位置；
（2）原子電子層數(shù)越多，其離子半徑越大，電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，離子半徑隨著原子序數(shù)增大而減�。�
（3）Na₂SO₃溶液顯堿性，亞硫酸鈉和氯化鋇反應(yīng)生成亞硫酸鋇沉淀，從而抑制亞硫酸根離子水解；
（4）①FeS₂與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和硫化氫、S；
②隔絕空氣的條件下，生成的白色沉淀是氫氧化亞鐵，若向剛生成的沉淀中通入HCl，氫氧化亞鐵溶于稀鹽酸生成氯化亞鐵；
（5）①加熱120℃時(shí)得到K_xFe_y（C₂O₄）_Z，完全失去K_xFe_y（C₂O₄）_Z?wH₂O中結(jié)晶水，計(jì)算結(jié)晶水的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
②結(jié)合化學(xué)式K_xFe_y（C₂O₄）_Z?wH₂O、300℃時(shí)物質(zhì)的化學(xué)式，根據(jù)原子守恒確定R的化學(xué)式；
③根據(jù)質(zhì)量守恒，計(jì)算300℃時(shí)生成R的質(zhì)量，根據(jù)反應(yīng)方程式進(jìn)而計(jì)算K_xFe_y（C₂O₄）_Z?wH₂O的物質(zhì)的量，再根據(jù)M=

m

n

計(jì)算其摩爾質(zhì)量；
根據(jù)Fe元素守恒計(jì)算晶體中y的值，結(jié)合電荷守恒、x+y+z=7計(jì)算x、z的值，結(jié)合晶體相對(duì)分子質(zhì)量計(jì)算w的值，進(jìn)而確定晶體的化學(xué)式．

解答： 解：短周期元素X、Y、Z原子序數(shù)依次遞增，X、Y、Z的最外層電子數(shù)之和為13，Y是所在周期中金屬性最強(qiáng)的，則Y只能是Na元素；X、Z在同一主族，X和Z最外層電子數(shù)之和為12，則X為O、Z為S元素；
（1）主族元素原子核外電子層數(shù)與其周期數(shù)相等、最外層電子數(shù)與其族序數(shù)相等，S原子核外有3個(gè)電子層、最外層有6個(gè)電子，所以Z位于第三周期第VIA族，
故答案為：第三周期第VIA族；
（2）原子電子層數(shù)越多，其離子半徑越大，電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，離子半徑隨著原子序數(shù)增大而減小，所以這三種元素離子半徑順序是Na⁺＜O^2-＜S^2-，
故答案為：Na⁺＜O^2-＜S^2-；
（3）Na₂SO₃是強(qiáng)堿弱酸鹽，亞硫酸根離子水解導(dǎo)致溶液顯堿性，亞硫酸鈉和氯化鋇反應(yīng)生成亞硫酸鋇沉淀，從而抑制亞硫酸根離子水解，加有酚酞的試液褪色，故答案為：堿；C；
（4）①FeS₂與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和硫化氫、S，反應(yīng)方程式為FeS₂+H₂SO₄=FeSO₄+S↓+H₂S↑，故答案為：FeS₂+H₂SO₄=FeSO₄+S↓+H₂S↑；
②隔絕空氣的條件下，生成的白色沉淀是氫氧化亞鐵，若向剛生成的沉淀中通入HCl，氫氧化亞鐵溶于稀鹽酸生成氯化亞鐵，溶液變?yōu)闇\綠色，所以看到的現(xiàn)象是：白色沉淀溶解、溶液變淺綠色，離子方程式為Fe（OH）₂+3H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：白色沉淀溶解、溶液變淺綠色；Fe（OH）₂+3H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（5）①加熱120℃時(shí)得到K_xFe_y（C₂O₄）_Z，完全失去K_xFe_y（C₂O₄）_Z?wH₂O中結(jié)晶水，結(jié)晶水的質(zhì)量為4.91g-4.37g=0.54g，晶體中結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

0.54g

4.91g

×100%≈11.0%，
故答案為：11.0%；
②結(jié)合化學(xué)式K_xFe_y（C₂O₄）_Z?wH₂O、300℃時(shí)物質(zhì)的化學(xué)式為K_xFe_yO（C₂O₄）_Z-1，根據(jù)原子守恒，R中C原子數(shù)目為2，O原子數(shù)目為4-1=3，故R的化學(xué)式為：C₂O₃，
故答案為：C₂O₃；
③根據(jù)質(zhì)量守恒，300℃時(shí)生成C₂O₃的質(zhì)量質(zhì)量為4.37g-3.65g=0.72g，其物質(zhì)的量為

0.72g

72g/mol

=0.01mol，由K_xFe_y（C₂O₄）_Z?wH₂O=K_xFe_y（C₂O₄）_Z+C₂O₃+wH₂O，可知K_xFe_y（C₂O₄）_Z?wH₂O的物質(zhì)的量為0.01mol，故K_xFe_y（C₂O₄）_Z?wH₂O的摩爾質(zhì)量為

4.91g

0.01mol

=491g/mol，
根據(jù)Fe元素守恒，0.01mol×y=

0.8g

180g/mol

×2，則y=1，由x+y+z=7，則x+z=6，由電荷守恒可知x+3=2z，聯(lián)立方程解得x=3，z=3，故w=

491-39×9-88×3

18

=3，故該草酸鹽晶體的化學(xué)式為：K₃Fe（C₂O₄）₃?3H₂O，
故答案為：K₃Fe（C₂O₄）₃?3H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)關(guān)系，側(cè)重考查分析計(jì)算能力，涉及復(fù)雜化學(xué)式的確定、元素周期律、鹽類水解、氧化還原反應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)，這些都是高考高頻點(diǎn)，難點(diǎn)是復(fù)雜化學(xué)式的確定，要結(jié)合原子守恒進(jìn)行計(jì)算，題目難度中等．