Question

X、Y、Z、M是由短周期元素組成的化合物；X、Y、Z均含有鈉元素，且Y、Z均含有三種元素；Z的溶液顯堿性．請回答下列問題：
（1）X為淡黃色粉末，可作潛水艇的供氧劑，則X為______．X中除鈉元素外，其它元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為______．
（2）Y、Z、M有關(guān)實驗如下表：

實驗	主要實驗步驟及實驗現(xiàn)象
1	向Y溶液中加入稀H2SO4，產(chǎn)生淡黃色沉淀和無色有刺激性氣味的氣體，該氣體能使品紅溶液退色．
2	向M溶液中連續(xù)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銀溶液，產(chǎn)生白色沉淀．

①Y中陰離子的結(jié)構(gòu)如圖所示，可以看成是SO₄^2-中的一個O原子被S原子所替代，請寫出Y與稀H₂SO₄反應(yīng)的離子方程式：______．

②寫出含0.1mol Z的溶液與20mL 2.5mol?L^-1M的溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：______．
（3）如圖所示，橫坐標表示常溫下溶液的pH，縱坐標可表示Zn²⁺、[Zn（OH）₄]^2-濃度的對數(shù)值（lgc）．請回答下列問題：

①ZnCl₂溶液呈酸性的原因是______．（用離子方程式表示）
②往ZnCl₂溶液中加入足量Z溶液，反應(yīng)的離子方程式為：______．從圖中數(shù)據(jù)可計算常溫下Zn（OH）₂的K_SP為______．

Answer 1

解：（1）X為淡黃色粉末，可作潛水艇的供氧劑，則X為過氧化鈉；過氧化鈉中除了鈉外，另一種元素是氧元素，氧原子核外有8個電子，根據(jù)核外電子排布式規(guī)則知，氧原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，故答案為：過氧化鈉；；
（2）①根據(jù)Y中陰離子的結(jié)構(gòu)及X、Y、Z均含有鈉元素且Y、Z均含有三種元素確定Y是硫代硫酸鈉；根據(jù)實驗1現(xiàn)象確定生成物，無色有刺激性氣味的氣體，且能使品紅溶液退色，該氣體為二氧化硫；高中階段學(xué)過的淡黃色固體有硫、溴化銀、過氧化鈉，Y含有鈉元素，且Y和稀硫酸反應(yīng)生成淡黃色沉淀，從而確定淡黃色沉淀的成分是硫，根據(jù)反應(yīng)物、生成物確定其離子方程式為S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O，故答案為：S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O；
②根據(jù)實驗2及題意，Z含有鈉元素，且Z含有三種元素．Z的溶液顯堿性，向M溶液中連續(xù)滴加Z溶液，初有白色沉淀，后沉淀溶解，說明生成的沉淀能溶于堿性物質(zhì)，我們學(xué)過的只有氫氧化鋁溶于氫氧化鈉溶液，所以M含有鋁離子，Z是氫氧化鈉；根據(jù)實驗3知，能使酸性硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀的溶液含有氯離子，所以M是氯化鋁；
當(dāng)氫氧化鈉與氯化鋁的物質(zhì)的量之比≤3時，生成物是氫氧化鋁和氯化鈉；
當(dāng)氫氧化鈉與氯化鋁的物質(zhì)的量之比≥4時，生成物是偏鋁酸鈉和氯化鈉、水；
當(dāng)3≤氫氧化鈉與氯化鋁的物質(zhì)的量之比≤4時，生成物和氫氧化鋁和偏鋁酸鈉的混合物和氯化鈉、水；
該題中氫氧化鈉與氯化鋁的物質(zhì)的量之比為2，所以生成物是氫氧化鋁和氯化鈉，所以方程式為 AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃ ↓+3NaCl，
故答案為：AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃ ↓+3NaCl；
（3）①ZnCl₂是強酸弱堿鹽，弱離子鋅離子水解生成氫氧化鋅和氫離子，所以溶液呈酸性Zn²⁺+2H₂OZn（OH）₂+2H⁺，
故答案為：Zn²⁺+2H₂OZn（OH）₂+2H⁺；
②往ZnCl₂溶液中加入足量Z溶液，發(fā)生離子反應(yīng)為Zn²⁺+4OH^-═[Zn（OH）₄]^2-，當(dāng)開始出現(xiàn)沉淀時，鋅離子的濃度為10^-5 mol/L，溶液的pH值為8，所以氫離子濃度為10^-8 mol/L，所以氫氧根離子的濃度為10^-6 mol/L，所以
K_SP=c²（OH^-）．c（Zn²⁺）=（10^-6）²．（10^-5）=10^-17，故答案為：Zn²⁺+4OH^-═[Zn（OH）₄]^2-；10^-17．
分析：（1）X為淡黃色粉末，可作潛水艇的供氧劑，則X為過氧化鈉；根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫氧原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖；
（2）①根據(jù)Y中陰離子的結(jié)構(gòu)及X、Y、Z均含有鈉元素且Y、Z均含有三種元素確定Y的成分；根據(jù)實驗1現(xiàn)象確定生成物，
無色有刺激性氣味的氣體，且能使品紅溶液退色，該氣體為二氧化硫；高中階段學(xué)過的淡黃色固體有硫、溴化銀、過氧化鈉，Y含有鈉元素，且Y和稀硫酸反應(yīng)生成淡黃色沉淀，從而確定淡黃色沉淀的成分是硫，根據(jù)反應(yīng)物、生成物寫出離子方程式；
②根據(jù)實驗2及題意，Z含有鈉元素，且Z含有三種元素．Z的溶液顯堿性，向M溶液中連續(xù)滴加Z溶液，初有白色沉淀，后沉淀溶解，說明生成的沉淀能溶于堿性物質(zhì)，我們學(xué)過的只有氫氧化鋁溶于氫氧化鈉溶液，所以M含有鋁離子，Z是氫氧化鈉；根據(jù)實驗3知，能使酸性硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀的溶液含有氯離子，所以M是氯化鋁，根據(jù)M和Z物質(zhì)的量之間的關(guān)系寫出相應(yīng)的離子方程式．
（3）①根據(jù)鹽類的水解分析該鹽呈酸性的原因；
②根據(jù)氫氧化鈉過量時，鋅的存在形式寫出相應(yīng)的離子方程式；
當(dāng)剛出現(xiàn)沉淀時，根據(jù)溶液的PH值計算溶液中氫氧根離子的濃度，根據(jù)縱坐標計算鋅離子的濃度，由K_SP公式計算其K_SP；
點評：本題考查化合物的判斷及鹽類的水解、溶度積的計算等知識點，難度不大，易錯題是K_SP的計算，注意計算溶度積時溶液pH的取值是8還是12．