Question

有X、Y、Z和W四種元素．已知：①X、Y、Z屬同一短周期，其離子以X²⁺、Y³⁺、Z^-的形式存在．②W和Z組成化合物WZ₃溶液遇苯酚呈紫色．請回答：
（1）Z的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的名稱為

高氯酸

．
（2）X的單質(zhì)在二氧化碳中燃燒的化學(xué)方程式為

2Mg+CO₂

點(diǎn)燃  .

2MgO+C

．
（3）Y的單質(zhì)可用于冶煉金屬錳，寫出Y與二氧化錳反應(yīng)的化學(xué)方程式

3MnO₂+4Al

高溫  .

2Al₂O₃+3Mn

，Y的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物既可溶于強(qiáng)酸又可溶于強(qiáng)堿，請用電離平衡理論解釋其原因

在氫氧化鋁中存在電離平衡H₂O+AlO₂^-+H⁺?Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-，當(dāng)加入強(qiáng)酸時(shí)電離平衡向右移動，氫氧化鋁溶解；當(dāng)加入強(qiáng)堿時(shí)電離平衡向左移動，氫氧化鋁溶解

．
（4）當(dāng)有28.0g W組成的單質(zhì)，在加熱條件下與足量水完全反應(yīng)，則生成氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為

14.9

L．
（5）我國陸地上冶煉X的主要流程如圖所示，已知當(dāng)有 lmolX的氧化物參加反應(yīng)時(shí)，有2mol電子轉(zhuǎn)移且生成三種產(chǎn)物，則步驟②反應(yīng)的化學(xué)方程式為

3MgO+3Cl₂+2C=3MgCl₂+CO₂+CO

．
（6）在新生代的海水中有一種細(xì)菌，它們提取海水中W²⁺，利用酶為催化劑把W²⁺轉(zhuǎn)化為氧化物（可用W₂O₃表示其中W）；該反應(yīng)中的另一種反應(yīng)物二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醛，請用離子方程式表示上述轉(zhuǎn)化過程（W用具體元素符號表示）

CO₂+4Fe²⁺+5H₂0

酶  .

HCHO+2Fe₂O₃+8H⁺

．

Answer 1

分析：W和Z組成化合物WZ₃溶液遇苯酚呈紫色，則W為Fe，Z為Cl；X、Y、Z屬同一短周期，其離子以X²⁺、Y³⁺、Z^-的形式存在，則X為Mg，Y為Al；
（1）根據(jù)氯元素的最高化合價(jià)來分析對應(yīng)的酸；
（2）鎂與二氧化碳反應(yīng)生成氧化鎂和碳；
（3）由鋁熱反應(yīng)原理來書寫化學(xué)反應(yīng)，利用電離平衡移動來解釋氫氧化鋁既可溶于強(qiáng)酸又可溶于強(qiáng)堿；
（4）由鐵和水蒸氣反應(yīng)的方程式來計(jì)算；
（5）由步驟可知氧化鎂與碳、氯氣反應(yīng)，利用電子的轉(zhuǎn)移數(shù)目來分析產(chǎn)物，并書寫反應(yīng)方程式；
（6）由W²⁺在酶為催化劑的作用下轉(zhuǎn)化為氧化物（可用W₂O₃表示其中W）；該反應(yīng)中的另一種反應(yīng)物二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醛，來書寫離子反應(yīng)方程式．

解答：解：W和Z組成化合物WZ₃溶液遇苯酚呈紫色，則W為Fe，Z為Cl；X、Y、Z屬同一短周期，其離子以X²⁺、Y³⁺、Z^-的形式存在，則X為Mg，Y為Al；
（1）因氯元素的最高化合價(jià)為+7價(jià)，則對應(yīng)的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物為HClO₄，其名稱為高氯酸，故答案為：高氯酸；
（2）因鎂與二氧化碳反應(yīng)生成氧化鎂和碳，反應(yīng)為2Mg+CO₂

點(diǎn)燃  .

2MgO+C，故答案為：2Mg+CO₂

點(diǎn)燃  .

2MgO+C；
（3）鋁與二氧化錳反應(yīng)生成氧化鋁和錳，其反應(yīng)為3MnO₂+4Al

高溫  .

2Al₂O₃+3Mn，由電離平衡H₂O+AlO₂^-+H⁺?Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-，可知加強(qiáng)酸或強(qiáng)堿時(shí)都能使氫氧化鋁溶解，
故答案為：3MnO₂+4Al

高溫  .

2Al₂O₃+3Mn；在氫氧化鋁中存在電離平衡H₂O+AlO₂^-+H⁺?Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-，當(dāng)加入強(qiáng)酸時(shí)電離平衡向右移動，氫氧化鋁溶解；當(dāng)加入強(qiáng)堿時(shí)電離平衡向左移動，氫氧化鋁溶解；
（4）28.0gFe的物質(zhì)的量為

28.0g

56g/mol

=0.5mol，由3Fe+4H₂0

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂，則氫氣的物質(zhì)的量為

0.5mol×4

3

，其標(biāo)況下的體積為

2

3

mol×22.4L/mol=14.9L，故答案為：14.9；
（5）由流程圖中的反應(yīng)②可知，氧化鎂與碳和氯氣反應(yīng)生成氯化鎂和碳的氧化物，lmolMgO參加反應(yīng)時(shí)，有2mol電子轉(zhuǎn)移且生成三種產(chǎn)物，即1mol氯氣作氧化劑時(shí)，

2

3

mol碳作還原劑，
且生成均為

1

3

mol的CO₂和CO，其反應(yīng)為3MgO+3Cl₂+2C=3MgCl₂+CO₂+CO，故答案為：3MgO+3Cl₂+2C=3MgCl₂+CO₂+CO；
（6）由Fe²⁺在酶為催化劑的作用下轉(zhuǎn)化為氧化物（可用Fe₂O₃表示），該反應(yīng)中的另一種反應(yīng)物二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醛，其離子反應(yīng)為CO₂+4Fe²⁺+5H₂0

酶  .

HCHO+2Fe₂O₃+8H⁺，
故答案為：CO₂+4Fe²⁺+5H₂0

酶  .

HCHO+2Fe₂O₃+8H⁺．

點(diǎn)評：本題考查學(xué)生利用物質(zhì)的檢驗(yàn)及物質(zhì)原子在周期表中的位置來推斷元素，然后利用元素化合物知識結(jié)合習(xí)題中的信息來解答，明確信息的使用及挖掘是解答本題的關(guān)鍵．