问题 推断题

X、Y、Z、U、V是元素周期表前四周期中的五种常见元素,其相关信息如下表:

元素相关信息
X地壳中含量最多的金属,其氧化物可用作耐火材料
Y单质在常温常压下为黄绿色气体
Z常温常压下,单质是淡黄色固体,常在火山口附近沉积
U常温下单质遇浓硫酸钝化,其一种核素的质量数为56,中子数为30
V属短周期元素,原子的最外层电子数是内层电子数的2/5
 

请回答下列问题:

(1)元素X位于周期表中第    周期第   族,其离子结构示意图为          

(2)上述元素中最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是           (写化学式),非金属气态氢化物还原性最强的是            (写化学式)。

(3)在碱性条件下,Y的单质可与UO2反应制备一种可用于净水的盐UO42,该反应的离子方程式是                                                    

(4)我国首创的海洋电池被大规模用于海洋灯塔。该电池是以X板为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,电池总反应为:4X+3O2+6H2O=4X(OH)3。该电池正极反应为                        

(5)已知25℃时,Ksp[U(OH)3]=2.63×10-39,则该温度下反应U(OH)3+3H+U3++3H2O的平衡常数K=                       

答案

(16分)

(1)三、ⅢA        (3分,每空1分)

(2)HClO4     SiH4    (4分,每空2分)

(3)2FeO2+ 3Cl2 + 8OH= 2FeO42+ 6Cl+ 4H2O (3分)

(4)O2+4e+2H2O=4OH或3O2+12e+6H2O=12OH-  (3分)

(5)2.63×103   (3分,带单位计算也给分)

题目分析:(1)地壳中含量最多的金属元素是铝,则X是Al,铝原子具有283的电子层结构,位于第三周期第IIIA族;1个氯原子失去3个电子变为铝离子,则Al3+的核电荷数为13,具有28电子层结构;(2)氯气在常温常压下是黄绿色气体,则Y是氯元素,其最高价氧化物对应水化物是高氯酸,HClO4是已知酸中酸性最强的酸;硫磺在常温常压下是淡黄色固体,则Z为硫元素;由于质子数=质量数—中子数=56—30=26,则U为铁元素;短周期元素原子的内层电子数可能是2或10,最外层电子数是内层电子数的2/5,说明电子层结构为284,则V是硅元素;根据元素周期律可知,非金属性:Si<S<Cl,则单质的氧化性:Si<S<Cl2,气态氢化物的还原性:SiH4>H2S>HCl;(3)Cl2是强氧化剂,能将FeO2氧化为FeO42,氯由0降为-1价,铁由+3价升为+6价,根据化合价升降总数相等、电荷守恒、原子守恒可得:2FeO2+ 3Cl2 + 8OH= 2FeO42+ 6Cl+ 4H2O;(4)4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3,铝由0升为+3价,失去电子,发生氧化反应,说明铝作负极;氧由0降为—2价,得到电子,发生还原反应,说明氧气是正极反应物,根据电子、电荷、原子守恒可知,正极反应式为O2+4e+2H2O=4OH或3O2+12e+6H2O=12OH;(5)25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.63×10-39,Kw=1.0×10-14,Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O,固体和纯液体不能写入平衡常数表达式,则该反应的平衡常数K=c(Fe3+)/c3(H+)=[c(Fe3+)•c3(OH)]/[c3(H+)•c3(OH)]= Ksp[Fe(OH)3]/Kw3=2.63×10-39/(1.0×10-14) 3=2.63×103

填空题
填空题