Question

（14分）Q、W、X、Y、Z是周期表前36號元素中的五種常見元素，其原子序數依次增大。W原子最外層電子數與核外電子總數之比為3∶4，Q、Y的氧化物是導致酸雨的主要物質，X是地殼中含量最高的金屬元素，Z能形成紅色（或磚紅色）的Z₂O和黑色的ZO兩種氧化物。以下問題均有化學用語回答
（1）Q單質的電子式為_______。W、X、Y的離子半徑由大到小的順序為____（用離子符號回答）。
（2）X和Y組成的化合物放入水中反應的化學方程式是______________________________。
（3）Na₂Y溶液中離子濃度由大到小的順序為____________________________________________。
（4）ZO在高溫下被Q的簡單氣態氫化物還原為Z單質，寫出反應的化學方程式____________。
（5）ZCl₂溶液中混有FeCl₃雜質時，可加入_____________（填試劑）調節pH＝_________，再過濾。已知：Fe(OH)₃的Ksp＝10^-35，化學上認為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10^-5mol/L時，沉淀就達完全。
（6）工業上可用高溫條件下Z₂Y + O₂＝2Z + YO₂來冶煉金屬Z，生成1molZ時轉移____mol電子。

Answer 1

（1） (1分)  S^2-＞O^2-＞Al³⁺（2分）（2）Al₂S₃ + 6H₂O＝2Al(OH)₃↓+ 3H₂S↑（2分）
（3）c(Na⁺)＞c(S^2-)＞c(OH^-)＞c(HS^-)＞c(H⁺) （2分）
（4）3CuO + 2NH₃3Cu + N₂ + 3H₂O （2分）
（5）CuO(1分) pH＝4 （2分）  （6）3 （2分）

試題分析：Q、W、X、Y、Z是周期表前36號元素中的五種常見元素，其原子序數依次增大。Q、Y的氧化物是導致酸雨的主要物質，則Q是氮元素，Y是硫元素。X是地殼中含量最高的金屬元素，因此X是鋁元素。Z能形成紅色（或磚紅色）的Z₂O和黑色的ZO兩種氧化物，所以Z是銅元素。W原子最外層電子數與核外電子總數之比為3∶4，且原子序數介于氮元素與鋁元素之間，因此W是氧元素，則
（1）氮氣分子中含有氮氮三鍵，單質的電子式為。離子核外電子層數越多，離子半徑越大。在核外電子排布相同的條件下原子序數越小離子半徑越大，則W、X、Y的離子半徑由大到小的順序為S^2-＞O^2-＞Al³⁺。
（2）X和Y組成的化合物是硫化鋁，溶于水與水反應生成氫氧化鋁和硫化氫，則放入水中反應的化學方程式是Al₂S₃ + 6H₂O＝2Al(OH)₃↓+ 3H₂S↑。
（3）Na₂S溶液中硫離子水解，溶液顯堿性，則溶液中離子濃度由大到小的順序為c(Na⁺)＞c(S^2-)＞c(OH^-)＞c(HS^-)＞c(H⁺)。
（4）CuO在高溫下被氨氣還原為銅單質，而氨氣的還原產物是氮氣，根據原子守恒還有水生成，則反應的化學方程式為3CuO + 2NH₃3Cu + N₂ + 3H₂O。
（5）由于除雜時不能引入新的雜質，則CuCl₂溶液中混有FeCl₃雜質時，可加入CuO調節pH。當溶液中鐵離子濃度為1×10^-5mol/L時，此時溶液中氫氧根離子濃度為＝10^－10mol/L，則溶液pH對于4，因此最終調解pH＝4，再過濾。
（6）根據Cu₂S + O₂＝2Cu +SO₂可知，只有硫元素的化合價從－2價升高到＋4價，失去6個電子，因此生成1molZ時轉移3mol電子。