1、专项提能特训专项提能特训 8 有关有关“元素推断实验探究元素推断实验探究”的综合考察的综合考察 1X、Y 和 W 为原子序数依次递增的短周期元素，X 和 Y 同主族，Y 和 W 的气态氢化物具 有相同的电子数，X 的单质只有氧化性。 (1)写出实验室制取 W2反应的离子方程式： _。 (2)某小组设计如图所示的装置图(图中夹持和加热装置略去)，分别研究 YX2和 W2的性质。 分别通入 YX2和 W2，在装置 A 中观察到的现象是否相同(填“相同”或“不相 同”)_； 若装置 D 中装的是铁粉， 当通入 W2时观察到的现象为_ _； 若装置 D 中装的是催化剂，当通入 YX2时，打开 K 通入
2、适量 X2，化学反应方程式为 _； 若装置 B 中装有 5.0 mL 1.010 3mol L1 的碘水，当通入足量 W2完全反应后，转移了 5.010 5mol 电子， 该反应的化学方程式为_。 (3)某同学将足量的 YX2通入一支装有氯化钡溶液的试管，未见沉淀生成，向该试管中加入过 量(填字母)_，可以看到白色沉淀生成，其原因为_。 A氨水 B稀盐酸 C稀硝酸 D氯化钙 (4)若由元素 Y 和 X 组成2 价酸根 Z，Z 中 Y 和 X 的质量比为 YX43，当 W2与含 Z 的溶液完全反应后，有浅黄色沉淀产生，取上层清液加入氯化钡溶液，有白色沉淀产生，该 反应的离子方程式为_。 答案 (
3、1)MnO24H 2Cl= Mn2 Cl 22H2O (2)相同 产生棕黄色的烟 2SO2O2 催化剂 2SO3 5Cl2I26H2O=2HIO310HCl (3)AC 当加入氨水时，使该溶液变为碱性，产生 BaSO3白色沉淀；当加入 HNO3时，将溶 液中的 H2SO3氧化成 H2SO4，产生 BaSO4白色沉淀 (4)S2O2 3Cl2H2O=SO 2 4S 2Cl 2H 解析 X、Y 和 W 为原子序数依次增大的短周期元素，X 的单质只有氧化性，为氧元素或氟 元素，X 和 Y 同主族，Y 和 W 的气态氢化物具有相同的电子数，则 X 只能为 O，则 Y 为 S、 W 为 Cl。 (1)实
4、验室通常用二氧化锰与浓盐酸在加热的条件下制备氯气，反应的离子方程式为 MnO2 4H 2Cl= Mn2 Cl 22H2O。(2)二氧化硫与品红化合生成无色物质，氯气与水反 应生成次氯酸，次氯酸具有强氧化性，将品红氧化为无色物质，二氧化硫与氯气都可以使品 红溶液褪色，在装置 A 中观察到的现象相同；氯气与铁反应产生棕黄色的烟；二氧化硫在催 化剂、加热条件下与氧气反应生成三氧化硫，反应的化学方程式为 2SO2O2 催化剂 2SO3。 若装置 B 中装有 5.0 mL 1.010 3mol L1 的碘水，当通入足量 Cl2完全反应后，转移的电 子为 5.010 5mol，令碘元素在氧化产物中的化合价
5、为 a，则根据电子转移守恒有 5.0 10 3L1.0103mol L12a5.0105mol，解得 a5，所以碘单质被氧化为 HIO 3， 则该反应的化学方程式为 5Cl2I26H2O=2HIO310HCl。(3)当加入氨水时，使该溶液变 为碱性，产生 BaSO3白色沉淀；加入盐酸和氯化钙不能使二氧化硫与氯化钡发生反应；当加 入 HNO3时，将溶液中的 H2SO3氧化成 H2SO4，产生 BaSO4白色沉淀。(4)由元素 S 和 O 组 成2 价酸根 Z， Z 中 Y 和 X 的质量比为 43， 则 n(S)n(O) 4 32 3 1623， 则 Z 为 S2O 2 3， 当 Cl2与含 S
6、2O2 3的溶液完全反应后，有浅黄色沉淀产生，说明生成 S 单质，取上层清液加入 氯化钡溶液，有白色沉淀产生，说明生成 SO2 4，氯气被还原为 Cl ，该反应的离子方程式为 S2O2 3Cl2H2O=SO 2 4S2Cl 2H。 2A、B、C、D、E 为含同一种元素的常见物质。C 物质只由一种元素组成，在 1 个 C 分子 中形成共价键的电子数与分子中所含电子数之比为 37。 C 和 E 均可与氧气在一定条件下反 应生成 A。请回答以下问题： (1)常温下将气体 B 通入水中发生反应，生成 A 和 D，则该反应的离子方程式是 _。 (2)写出 E 与氧气反应生成 A 的化学方程式：_。 (3
7、)D 和 E 生成的化合物在某温度下加热分解，同时生成两种氧化物。且在此过程中，若 有 0.5 mol 该化合物完全反应，转移电子数为 2 mol。写出该反应的化学方程式： _。 (4)如图所示是进行木炭与 D 浓溶液反应，并检验生成的气体和反应的热效应的实验装置，它 具有无污染、 现象明显等特点。 具支试管 A 中所盛固体下层是无水 CaCl2(作载体不参加反应)， 上层是红热的木炭。实验时慢慢将 D 浓溶液滴到木炭上，反应即开始进行且能长时间剧烈反 应。 写出木炭与 D 浓溶液反应的化学方程式： _ _。 该反应为_(填“吸热”或“放热”)反应。 试管 B 内出现的现象为_。 在实验临近结
8、束时， 发现滴管中的 D 浓溶液难以滴下。 若想再滴入几滴 D 浓溶液使木炭反 应完全，最简单的办法是_ _。 答案 (1)3NO2H2O=2H 2NO 3NO (2)4NH35O2= 催化剂 4NO6H2O (3)NH4NO3= 2H2ON2O (4)C4HNO3(浓) = CO24NO22H2O 放热 试管内有红棕色气体生成，石灰水变浑浊 摇 动试管 B，使上部的气体溶于石灰水 解析 C 物质只由一种元素组成，说明 C 为单质，在 1 个 C 分子中形成共价键的电子数与分 子中所含电子数之比为 37，如 C 为双原子分子，则 C 原子核外有 7 个电子，形成的单质 中含有 3 个共用电子对
9、，C 为 N2，C、E 均可与氧气在一定条件下反应生成 A，则 A 为 NO， E 为 NH3，由(1)信息可知 B 为 NO2，D 为 HNO3，结合对应物质的性质和题目要求解答该题。 (1)常温下 NO2通入水中发生反应，生成 NO 和 HNO3，发生反应的离子方程式为 3NO2 H2O=2H 2NO 3NO。(2)NH3在催化剂、加热条件下，与氧气反应生成 NO 和 H2O，发 生反应的化学方程式为 4NH35O2= 催化剂 4NO6H2O。(3)HNO3和 NH3生成的化合物为 NH4NO3，在某温度下加热分解，同时生成两种氧化物，其中一种为 H2O，反应中 N 元素的 化合价既升高，
10、又降低，则另一种氮的氧化物既为氧化产物，又为还原产物，其中 N 元素从 5 价降为 x 价，则(5x)0.5 mol2 mol，解得 x1，即产物为 N2O，故反应的化学方 程式： NH4NO3= 2H2ON2O。 (4)木炭与浓硝酸溶液在加热条件下生成 NO2、 CO2和水， 发生反应的化学方程式为 C4HNO3(浓)= CO24NO22H2O。 浓硝酸滴到红热的 木炭上，能长时间剧烈反应，说明该反应为放热反应，利用放出的热量维持反应持续进行。 NO2和 CO2的混合气体经过水湿棉花，NO2溶于水生成 NO，NO 遇试管 B 上方空气中的 氧气生成红棕色气体 NO2，CO2通入澄清石灰水变浑
11、浊，有碳酸钙生成。滴管中的 D 浓溶 液难以滴下，说明容器内气体压强较大，则只要摇动试管 B，使上部的气体溶于石灰水，降 低容器内压强，就可继续滴入浓硝酸使木炭反应完全。 3X、Y、Z、J、Q 五种短周期主族元素，原子序数依次增大。元素 Z 在地壳中含量最高， J 元素的焰色反应呈黄色，Q 的最外层电子数与其电子总数之比为 38，X 能与 J 形成离子 化合物，且 J 的半径大于 X的半径，Y 的氧化物是形成酸雨的主要物质之一。请回答： (1)Q 元素在周期表中的位置为_。 (2)将这五种元素原子半径从大到小排列，排在第三的元素原子是_(填元素符号)。 (3)元素的非金属性 Z_(填“”或“
12、C (4)正四面体 109 28 HSSH (5)Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SSO2H2O 解析 Z 元素在地壳中含量最高，Z 为 O 元素；J 元素的焰色反应呈黄色，J 为 Na 元素；Q 的原子序数大于 J，Q 的最外层电子数与其电子总数之比为 38，Q 为 S 元素；Y 的原子序 数小于 Z，Y 的氧化物是形成酸雨的主要物质之一，Y 为 N 元素；X 的原子序数小于 Y，X 能与 J 形成离子化合物且 J 的半径大于 X的半径，X 为 H 元素。 4原子序数依次增大的 X、Y、Z、W、M 五种短周期主族元素中，X、Y 两元素间能形成 原子个数比分别为 11 和 12 的固态化
13、合物 A 和 B，Y 是短周期元素中失电子能力最强的 元素，W、M 的最高价氧化物对应的水化物化学式分别为 H3WO4、HMO4，Z 的单质能与盐 酸反应。 (1)根据上述条件不能确定的元素是_(填代号)，A 的电子式为_， 举例说明 Y、Z 的金属性相对强弱：_(写出一个即可)。 (2)W 能形成多种含氧酸及相应的盐， 其中 NaH2WO2能与盐酸反应但不能与 NaOH 溶液反应， 则下列说法正确的是_(填字母)。 AH3WO2是三元酸 BH3WO2是一元弱酸 CNaH2WO2是酸式盐 DNaH2WO2不可能被硝酸氧化 (3)X、 M 形成的一种化合物 MX2是一种优良的水处理剂， 某自来水
14、化验室利用下列方法检测 处理后的水中 MX2残留量是否符合饮用水标准(残留 MX2的浓度不高于 0.1 mg L 1)， 已知不 同 pH 环境中含 M 粒子的种类如图所示： .向 100.00 mL 水样中加入足量的 KI，充分反应后将溶液调至中性，再加入 2 滴淀粉溶液。 .向中所得溶液中滴加 2.010 4 mol L1 Na 2S2O3的溶液至终点时消耗 5.00 mL 标准溶液 (已知 2S2O2 3I2 =S4O 2 62I )。 则该水样中残留的 MX2的浓度为_mg L 1。 若再向中所得溶液中加硫酸调节水样 pH 至 13，溶液又会呈蓝色，其原因是 _(用离子方程式表示)。
15、答案 (1) Z 钠的金属性比 Z 的强， 如钠能与冷水剧烈反应而 Z 不能(或最高价氧化物对应水化物的碱性：NaZ) (2)B (3)0.675 ClO 24I 4H = Cl 2I 22H2O 解析 Y 是短周期元素中失电子能力最强的元素，则推出 Y 为 Na 元素，又 X、Y 两元素间 能形成原子个数比分别为 11 和 12 的固态化合物 A 和 B，则推出 X 为 O 元素，两者形 成的化合物 B 为 Na2O、A 为 Na2O2；Z 的单质能与盐酸反应，则说明 Z 为活泼金属，为 Mg 或 Al 中的一种；W、M 的最高价氧化物对应的水化物化学式分别为 H3WO4、HMO4，则 W
16、和 M 的最高化合价分别为5 和7，又 X、Y、Z、W、M 五种短周期主族元素原子序数依 次增大，则可推出 W 为 P 元素，M 为 Cl 元素，据此分析作答。(2)NaH2PO2能与盐酸反应， 说明 H3PO2是弱酸，NaH2PO2不能与 NaOH 反应，说明 NaH2PO2中的 H 不能被中和，推出 NaH2PO2为正盐，C 项错误；H3PO2分子中只能电离出一个 H ，为一元弱酸，B 项正确，A 项错误；NaH2PO2中 P 的化合价为1，具有还原性，可被硝酸氧化，D 项错误。(3)由图 知，中性条件下 ClO2被 I 还原为 ClO 2，I 被氧化为 I 2；根据氧化还原反应中得失电子数目 相等可知：2ClO2I22Na2S2O3，因此可知，水中残留的 ClO2的浓度为 2.010 4 mol L1 510 3L67.5 g mol11 000 mg g1 0.1 L0.675 mg L1。由图知， 水样 pH 调至 1 3 时，ClO 2被还原成 Cl ，该操作中 I被 ClO 2氧化为 I2，故离子方程式为 ClO 24I 4H = Cl 2I 22H2O。