Question

11．I．X、Y、Z均为短周期元素，原子序数依次增大，X的单质为密度最小的气体，Y的最高化合价与最低负价的代数和为2，Z与X原子最外层电子数相同，回答下列问题：
（1）写出Z的离子结构示意图．
（2）X和Y组成的化合物Q中，既含有极性共价键又含有非极性共价键，Q在空气中点燃时，迅速而安全的燃烧，其反应产物没有任何污染，燃烧时的化学方程式为N₂H₄+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$N₂+2H₂O；Q还可将酸性工业废水中的Cr₂O₇^2-还原为Cr³⁺，氧化产物为常见气体．相应的离子方程式为2Cr₂O₇^2-+3N₂H₄+16H⁺+=4Cr³⁺+3N₂↑+14H₂O．
Ⅱ．用纯碱和双氧水混合可制作新型液体洗涤剂（2Na₂CO₃•3H₂O₂），它具有杀菌消毒去油污的能力且不会污染水源．
（3）写出H₂O₂的电子式
（4）写出这种洗涤剂中的双氧水可以将废水中的氰化（NaCN）转化为无毒物同时生成NH₃，写出反应的离子方程式H₂O₂+CN^-+H₂O=HCO₃^-+NH₃
（5）如果配制洗涤剂的水中含有铁离子，不仅会削弱洗涤剂的去污能力，甚至完全失去杀菌作用．试分析其中的原因（结合文字表述和离子方程式说明）

Answer 1

分析 I．X、Y、Z均为短周期元素，X的单质为密度最小的气体，则X为氢元素，Z与X原子最外层电子数相同，则Z处于IA族，Y的最高化合价与最低负价的代数和为2，则Y处于VA族，结合X、Y、Z的原子序数依次增大，可推知Y为N元素、Z为Na元素．
（1）钠离子核外有10个电子，有2个电子层，各层电子数为2、8；
（2）X和Y组成的化合物Q中，既含有极性共价键又含有非极性共价键，则Q为N₂H₄，Q在空气中燃烧产物没有任何污染，则反应生成氮气与水．Q还可将酸性工业废水中的Cr₂O₇^2-还原为Cr³⁺，氧化产物为常见气体，则氧化产物为氮气，结合电子转移守恒、电荷守恒与原子守恒配平；
Ⅱ．（3）双氧水中两个氢原子分别与两个氧原子通过共用一对电子结合，两个氧原子之间通过共用1对电子结合；
（4）双氧水可以将废水中的氰化物转化为无毒物同时生成NH₃，其中碳元素的化合价升高，结合原子守恒和电荷守恒可知无毒的物质是碳酸氢钠，配平书写离子方程式；
（5）铁离子会加速H₂O₂分解，三价铁离子和碳酸根的水解双促进．

解答 解：I．X、Y、Z均为短周期元素，X的单质为密度最小的气体，则X为氢元素，Z与X原子最外层电子数相同，则Z处于IA族，Y的最高化合价与最低负价的代数和为2，则Y处于VA族，结合X、Y、Z的原子序数依次增大，可推知Y为N元素、Z为Na元素．
（1）钠离子结构示意图为：，
故答案为：；
（2）X和Y组成的化合物Q中，既含有极性共价键又含有非极性共价键，则Q为N₂H₄，Q在空气中燃烧产物没有任何污染，则反应生成氮气与水，化学反应方程式为：N₂H₄+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$N₂+2H₂O．Q还可将酸性工业废水中的Cr₂O₇^2-还原为Cr³⁺，氧化产物为常见气体，则氧化产物为氮气，反应离子方程式为：2Cr₂O₇^2-+3N₂H₄+16H⁺+=4Cr³⁺+3N₂↑+14H₂O，
故答案为：N₂H₄+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$N₂+2H₂O；2Cr₂O₇^2-+3N₂H₄+16H⁺+=4Cr³⁺+3N₂↑+14H₂O；
Ⅱ．（3）双氧水为共价化合物，分子中存在两个氧氢键和一个O-O键，双氧水的电子式为：，
故答案为：；
（4）双氧水可以将废水中的氰化物转化为无毒物同时生成NH₃，其中碳元素的化合价升高，结合原子守恒和电荷守恒可知无毒的物质是碳酸氢钠，反应的离子方程式为：H₂O₂+CN^-+H₂O=HCO₃^-+NH₃，
故答案为：H₂O₂+CN^-+H₂O=HCO₃^-+NH₃；
（5）双氧水因具有氧化性而具有杀菌消毒能力，但是2H₂O₂═2H₂O+O₂，铁离子会加速H₂O₂分解，使洗涤剂失去杀菌作用，此外，三价铁离子和纯碱中的碳酸根的水解双促进，2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑，使洗涤剂失去去污能力，
答：2H₂O₂$\frac{\underline{\;Fe_{3}+\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，Fe³⁺会加速H₂O₂分解，使洗涤剂失去杀菌作用；2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑，Fe³⁺与CO₃^2-水解相互促进，使洗涤剂失去去污能力．

点评 本题属于拼合型题目，涉及元素推断、常用化学用语、氧化还原反应、陌生方程式书写、盐类水解等，侧重考查学生对题目信息的获取与知识迁移运用，试题有利于培养学生的综合能力．