Question

（2009?西城區(qū)一模）X、Y、Z為周期表中前20號主族元素，原子序數(shù)遞增，X、Y原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍，Z是人體含量最高的金屬元素．
（1）下列含氧酸根化學(xué)式書寫不正確的是

a

（填序號）．
a．XO₃^-b．XO₃^2-c．YO₃^2-d．Y₂O₃^2-
（2）X、Y的原子可構(gòu)成只含極性鍵的非極性分子，它的電子式是

，空間構(gòu)型是

直線型

．
（3）Y的最高價含氧酸是重要的化工產(chǎn)品．
①已知YO₂被空氣氧化，每生成1mol氣態(tài)YO₃，放出98.3kJ熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是

SO₂（g）+1/2O₂（g）═SO₃（g）△H=-98.3KJ/mol

．
②實(shí)驗(yàn)測得相同條件下一定量的Y單質(zhì)分別在空氣和在氧氣中充分燃燒后產(chǎn)物的成分（體積分?jǐn)?shù)）如表．

	YO2	YO3
空氣	94%～95%	5%～6%
氧氣	97%～98%	2%～3%

Y在純氧中燃燒產(chǎn)物里YO₃含量比空氣中少的原因是

純氧中O₂濃度大，單位時間內(nèi)放熱多，體系溫度高，平衡向SO₃分解的方向移動

．
③天然ZYO₄既可用于制備Y的氧化物又可用于制水泥．ZYO₄與X單質(zhì)在高溫下反應(yīng)，得到兩種常見氣體．每消耗1molX單質(zhì)，有4mol電子轉(zhuǎn)移，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是

2CaSO₄+C═2CaO+CO₂↑+2SO₂↑

．
（4）為了測定某水泥樣品成分，稱取10.0g樣品，將其中的Z元素轉(zhuǎn)化為ZX₂O₄沉淀，將沉淀用稀酸處理得H₂X₂O₄溶液，取該溶液體積的1/100，用KMnO₄溶液滴定（氧化產(chǎn)物為XO₂，還原產(chǎn)物為Mn²⁺），結(jié)果用去0.0200mol?L^-1的KMnO₄溶液24.00mL．該樣品中Z的氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

67.2%

．

Answer 1

分析：最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍的元素有C和S兩種元素，根據(jù)原子序數(shù)依次遞增可知X是C元素，Y是S元素，Z是人體含量最高的金屬元素，應(yīng)為Ca元素．
（1）根據(jù)C元素的原子最外層只有4個電子，不可能形成+5價化合物分析；
（2）根據(jù)價層電子對判斷分子的體積構(gòu)型；
（3）①根據(jù)書寫熱化學(xué)方程式的方法書寫熱化學(xué)方程式；
②硫與氧氣反應(yīng)是放熱可逆反應(yīng)，在純氧中更劇烈放熱更多，使平衡向逆向進(jìn)行；
③CaSO₄與C單質(zhì)在高溫下反應(yīng)，得到兩種常見氣體，該氣體為CO₂和SO₂，每消耗1molC單質(zhì)，有4mol電子轉(zhuǎn)移，則每有1molC參加反應(yīng)，應(yīng)有2mol生成SO₂；
（4）利用氧化還原反應(yīng)得失電子守恒結(jié)合關(guān)系式計算，反應(yīng)的關(guān)系式為5CaC₂O₄～5H₂C₂O₄～2KMnO₄；

解答：解：最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍的元素有C和S兩種元素，根據(jù)原子序數(shù)依次遞增可知X是C元素，Y是S元素，Z是人體含量最高的金屬元素，應(yīng)為Ca元素．
（1）XO₃^-中X的化合價為+5價，C元素的原子最外層只有4個電子，不可能形成+5價化合物，其它選項(xiàng)分別為，CO₃^2-、SO₃^2-、S₂O₃^2-，符合C和S常見的存在形式，故答案為：a；
（2）X、Y的原子可構(gòu)成只含極性鍵的非極性分子，該分子為CS₂，分子中含有2個δ鍵，沒有孤電子對，為直線型分子，電子式為，
故答案為：；直線型；
（3）①根據(jù)書寫熱化學(xué)方程式的方法書寫，SO₂被空氣氧化，每生成1mol氣態(tài)SO₃，放出98.3kJ熱量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為SO₂（g）+1/2O₂（g）═SO₃（g）△H=-98.3KJ/mol，
故答案為：SO₂（g）+1/2O₂（g）═SO₃（g）△H=-98.3KJ/mol；
②硫與氧氣反應(yīng)是放熱可逆反應(yīng)，在純氧中更劇烈放熱更多，使平衡向逆向進(jìn)行，所以純氧中三氧化硫量少，
故答案為：純氧中O₂濃度大，單位時間內(nèi)放熱多，體系溫度高，平衡向SO₃分解的方向移動；
③CaSO₄與C單質(zhì)在高溫下反應(yīng)，得到兩種常見氣體，該氣體為CO₂和SO₂，每消耗1molC單質(zhì)，有4mol電子轉(zhuǎn)移，則每有1molC參加反應(yīng)，應(yīng)有2mol生成SO₂，
反應(yīng)的方程式為2CaSO₄+C═2CaO+CO₂↑+2SO₂↑，
故答案為：2CaSO₄+C═2CaO+CO₂↑+2SO₂↑；
（4）利用氧化還原反應(yīng)得失電子守恒結(jié)合關(guān)系式計算，根據(jù)質(zhì)量守恒得關(guān)系式CaC₂O₄～H₂C₂O₄根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子數(shù)目相等可知5H₂C₂O₄～2KMnO₄，故有5CaC₂O₄～5H₂C₂O₄～2KMnO₄，
則：5CaC₂O₄～5H₂C₂O₄～2KMnO₄
    5mol     5mol    2mol
   n         n       0.0200mol?L^-1×0.024L=4.8×10^-4mol
n=

5×4.8×10-4mol

2

=1.2×10^-3mol
所以10.0g樣品含Ca元素的物質(zhì)的量為100×1.2×10^-3mol=0.12mol，樣品中CaO的質(zhì)量為0.12mol×56g/mol=6.72g，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

6.72

10

×100%=67.2%，
故答案為：67.2%．

點(diǎn)評：本題考查物質(zhì)的推斷，題目較為綜合，涉及分子的立體構(gòu)型、熱化學(xué)方程式以及滴定操作等問題，題目難度較大，利用守恒計算是解答該題的關(guān)鍵．