Question

（2011?顺义区二模）X、Y、Z是中学化学常见的三种元素，其中，X、Z位于短周期．常温下，X单质为黄绿色气体；向含Y离子的溶液中滴加氢氧化钠溶液，生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色；Z的最外层电子数与核外电子总数之比为3：13．请回答下列问题：
（1）Z在元素周期表中的位置是

三周期ⅢA族

，X单质分子的电子式是

．
（2）Z单质与Y的氧化物在高温条件下反应是冶炼Y单质的一种方法，该反应化学方程式是

Fe₂O₃+2Al

高温  .

Al₂O₃+3Fe或3Fe₃O₄+8Al

高温  .

4Al₂O₃+9Fe或3FeO+2Al

高温  .

Al₂O₃+3Fe

．
（3）含上述元素的某些物质常用于处理工业废水，部分流程如图1：
①处理含铬废水时，在反应池中Cr₂O₇^2-变为Cr³⁺，当反应转移1mol 电子时，有

0.17

 mol  Cr₂O₇^2- 转化（计算结果保留两位小数）．
②含Z化合物可以使水中悬浮颗粒发生凝聚，原因是

Al³⁺+3H₂OAl（OH）₃+3H⁺，铝离子水解产生氢氧化铝胶体，能吸附水中悬浮物，使之沉淀下来

（用文字和化学用语表示）．
③处理含氰废水时，CN^-最终转化为两种无毒的气体，该反应的离子方程式是

2CN^-+5Cl₂+8OH^-=2CO₂+N₂+H₂O+10Cl^-

．
（4）利用图2方法电解可得到一种新型净水剂K₂YO₄，阳极的电极反应式为

Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O

．

Answer 1

分析：常温下，X单质为黄绿色气体应为Cl₂，则X为Cl元素，向含Y离子的溶液中滴加氢氧化钠溶液，生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，该红色沉淀为Fe（OH）₃，则Y为Fe元素，Z的最外层电子数与核外电子总数之比为3：13，应为Al元素，
（1）根据原子的核外电子排布判断在周期表中的位置以及书写电子式；
（2）为Al和铁的氧化物的反应，为铝热反应；
（3）①根据氧化还原反应中氧化剂与还原剂之间得失电子数目相等计算；
②铝离子水解产生氢氧化铝胶体，具有将强的吸附性；
③两种无毒的气体为二氧化碳和氢气，从守恒的角度书写反应的离子方程式；
（4）阳极发生氧化反应，Fe被氧化为FeO₄^2-．

解答：解：常温下，X单质为黄绿色气体应为Cl₂，则X为Cl元素，向含Y离子的溶液中滴加氢氧化钠溶液，生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，该红色沉淀为Fe（OH）₃，则Y为Fe元素，Z的最外层电子数与核外电子总数之比为3：13，应为Al元素，
（1）Z为Al元素，原子核外有3个电子层，最外层电子数为3，则应位于周期表三周期ⅢA族，X单质为Cl₂，电子式为，
故答案为：三周期ⅢA族，；
（2）Z单质与Y的氧化物在高温条件下反应是冶炼Y单质，为Al和铁的氧化物的反应，为铝热反应，反应的可能方程式为Fe₂O₃+2Al

高温  .

Al₂O₃+3Fe或3Fe₃O₄+8Al

高温  .

4Al₂O₃+9Fe或3FeO+2Al

高温  .

Al₂O₃+3Fe，
故答案为：Fe₂O₃+2Al

高温  .

Al₂O₃+3Fe或3Fe₃O₄+8Al

高温  .

4Al₂O₃+9Fe或3FeO+2Al

高温  .

Al₂O₃+3Fe；
（3）①Cr₂O₇^2-变为Cr³⁺，化合价由+6价降低到+3价，当有1mol电子转移时，应有

1

3

molCr被还原，则有

1

6

molCr₂O₇^2-被还原，即0.17mol，
故答案为：0.17；
②铝离子易水解产生氢氧化铝，反应的离子方程式为Al³⁺+3H₂OAl（OH）₃+3H⁺，氢氧化铝胶体，能吸附水中悬浮物，使之沉淀下来，
故答案为：Al³⁺+3H₂OAl（OH）₃+3H⁺，铝离子水解产生氢氧化铝胶体，能吸附水中悬浮物，使之沉淀下来；
③两种无毒的气体为二氧化碳和氢气，而反应物为CN^-和Cl₂，则反应氧化还原反应，反应的离子方程式为2CN^-+5Cl₂+8OH^-=2CO₂+N₂+H₂O+10Cl^-，
故答案为：2CN^-+5Cl₂+8OH^-=2CO₂+N₂+H₂O+10Cl^-；
（4）阳极发生氧化反应，Fe被氧化为FeO₄^2-，电极反应式为Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O，
故答案为：Fe-6e^-+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O．

点评：本题考查较为综合，在元素推断的基础上考查盐类的水解、电化学等知识，题目综合度较高，难度较大，注意电极反应式的书写，为该题的易错点．