Question

X、Y、Z、W四種常見元素，且均為短周期元素．已知：①X的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物為無機(jī)酸中最強(qiáng)酸  ②Y的氧化物是典型的兩性氧化物，可用于制造一種極有前途的高溫材料  ③Z是無機(jī)非金屬材料的主角，其單質(zhì)是制取大規(guī)模集成電路的主要原料  ④W被稱為軍事金屬，可在CO₂中燃燒．
（1）X的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的水溶液與Y的氧化物反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）Z的氧化物在通訊領(lǐng)域用來作

 

，工業(yè)上制Z單質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

．
（3）在50mL，lmol?L^-1的YX₃溶液中逐滴加入0.5mol?L^-1的NaOH溶液，得到1.56g沉淀，則加入NaOH溶液的體積最多為

 

mL．
（4）Y、W合金已成為輪船制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料．研究性學(xué)習(xí)小組的三位同學(xué)，為測定某Y、W合金（設(shè)不含其他元素）中W的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)下列三種不同的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究．填寫下列空白：
[探究一]
實(shí)驗(yàn)方案：Y、W合金

氫氧化鈉溶液

測定剩余固體質(zhì)量
實(shí)驗(yàn)步驟：
①稱取一定質(zhì)量的Y、W合金粉末樣品，加入過量的Na0H溶液，充分反應(yīng)．實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
②過濾、洗滌、干燥、稱量剩余固體．若未洗滌固體，將導(dǎo)致測得的Z的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

 

（填“偏高”或“偏低”）．
[探究二]
實(shí)驗(yàn)方案：稱量xg Y、W合金粉末，放在如圖所示裝置的惰性電熱板上，通電使其充分灼燒．
問題討論：
③欲計(jì)算W的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．該實(shí)驗(yàn)中還需測定的數(shù)據(jù)是

 

．
④若用空氣代替O₂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對測定結(jié)果是否有影響？

 

（填“是”或“否”）．

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：

分析：X、Y、Z、W四種常見元素，且均為短周期元素．已知：①X的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物為無機(jī)酸中最強(qiáng)酸，故X為氯； ②Y的氧化物是典型的兩性氧化物，可用于制造一種極有前途的高溫材料，故Y是鋁； ③Z是無機(jī)非金屬材料的主角，其單質(zhì)是制取大規(guī)模集成電路的主要原料，故Z為硅；④W被稱為軍事金屬，可在CO₂中燃燒，故W為鎂；據(jù)此解答（1）（2）（3）即可；
（4）探究一：①鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣；
②鎂上會(huì)附著偏鋁酸鈉等物質(zhì)，未洗滌導(dǎo)致測定的鎂的質(zhì)量偏大；
探究二：③Mg、Al都能夠與氧氣化學(xué)反應(yīng)生成氧化物；
④用空氣代替O₂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)生反應(yīng)：3Mg+N₂

點(diǎn)燃  .

Mg₃N₂，2Mg+CO

點(diǎn)燃  .

2MgO+C，測定生成固體的質(zhì)量變大．

解答： 解：依據(jù)分析可知X為氯，Y為鋁，Z為硅，W為鎂，
（1）Cl的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物為高氯酸，Al的氧化物為氧化鋁，它們反應(yīng)生成鋁離子和水，離子方程式為：6H⁺+Al₂O₃=2Al³⁺+3H₂O，
故答案為：6H⁺+Al₂O₃=2Al³⁺+3H₂O；
（2）Z的氧化物為二氧化硅，常用作光導(dǎo)纖維，工業(yè)上常利用碳還原二氧化硅制取硅單質(zhì)，故答案為：光導(dǎo)纖維；SiO₂+2C

高溫  .

Si+2CO↑；
（3）50mL 1mol/L的AlCl₃溶液中氯化鋁的物質(zhì)的量=0.05L×1mol/L=0.05mol，若Al元素都轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，則氫氧化鋁沉淀的質(zhì)量=0.05mol×78g/mol=3.9g＞1.56g，說明有兩種情況：一為沉淀不完全，只生成Al（OH）₃沉淀；另一種情況為沉淀部分溶解，既生成Al（OH）₃沉淀，又生成NaAlO₂，
據(jù)此分析可知，第二種情況消耗氫氧化鈉最多，故沉淀部分溶解，既生成Al（OH）₃沉淀，又生成NaAlO₂，則：
    Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓
0.05mol 0.15mol 0.05mol
         Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O
（0.05-0.02）mol （0.05-0.02）mol
則消耗的堿的物質(zhì)的量為0.15mol+（0.05-0.02）mol=0.18mol，
加入NaOH溶液的體積為

0.18mol

0.5mol/L

=0.36L=360mL，故答案為：360；
（4）探究一：①鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣，反應(yīng)方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，故答案為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
②鎂上會(huì)附著偏鋁酸鈉等物質(zhì)，未洗滌導(dǎo)致測定的鎂的質(zhì)量偏大，鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高，故答案為：偏高；
探究二：①M(fèi)g、Al均與氧氣反應(yīng)，生成金屬氧化物，則還需測定生成物的質(zhì)量，故答案為：灼燒后固體的質(zhì)量；
若用空氣代替O₂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)生反應(yīng)：3Mg+N₂

點(diǎn)燃  .

Mg₃N₂，2Mg+CO

點(diǎn)燃  .

2MgO+C，測定生成固體的質(zhì)量變大，則鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高，
故答案為：是．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)含量的測定、對實(shí)驗(yàn)原理與裝置的理解、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等，難度中等，理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，是對知識(shí)的綜合考查，需要學(xué)生具有知識(shí)的基礎(chǔ)與綜合運(yùn)用知識(shí)分析問題、解決問題的能力．