Question

X、Y、Z、W四种常见元素，其中X、Y、Z为短周期元素．有关信息如下表：

	原子或分子相关信息	单质及其化合物相关信息
X	ZX4分子是由粗Z提纯Z的中间产物	X的最高价氧化物对应的水化物为无机酸中最强酸
Y	Y原子的最外层电子数等于电子层数	Y的氧化物是典型的两性氧化物，可用于制造一种极有前途的高温材料
Z	Z原子的最外层电子数是次外层电子数的 1 2	Z是无机非金属材料的主角，其单质是制取大规模集成电路的主要原料
W	W原子的最外层电子数小于4	W的常见化合价有+3、+2，WX3稀溶液呈黄色

（1）W在周期表的位置为

 

，W（OH）₂在空气中不稳定，极易被氧化，由白色迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应的化学方程式为

 

．
（2）X的简单阴离子的结构示意图为

 

，X的最高价氧化物对应水化物的水溶液与Y的氧化物反应的离子方程式为

 

．
（3）Z的氧化物在通讯领域用来作

 

，工业上制备Z的单质的化学反应方程式为

 

．
锗与Z是同一主族元素，门捷列夫曾预言了这一元素的存在，它用来制造半导体晶体管，最新研究表明：有机锗具有明显的抗肿瘤活性，锗不与NaOH 溶液反应但在有H₂O₂ 存在时可与NaOH 溶液反应生成锗酸盐，其方程式为

 

．
（4）在50mL l mol?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，则加入NaOH溶液的体积最多为

 

mL．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：Z原子的最外层电子数是次外层电子数的

1

2

，Z是无机非金属材料的主角，其单质是制取大规模集成电路的主要原料，故Z为Si；
ZX₄分子是由粗Si提纯Si的中间产物，X的最高价氧化物对应的水化物为无机酸中最强酸，故可推断为Cl；
Y原子的最外层电子数等于电子层数，Y的氧化物是典型的两性氧化物，可用于制造一种极有前途的高温材料，故Y为Al；
W原子的最外层电子数小于4，W的常见化合价有+3、+2，WX₃稀溶液呈黄色，X为Cl，故W为Fe，据此解答各小题即可．

解答： 解：依据分析可知：X为氯，Y为铝，Z为硅，W为铁，
（1）W为Fe，Fe处于第四周期 VIII族，Fe（OH）₂在空气中不稳定，极易被氧化，由白色迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应的化学方程式为：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，故答案为：第四周期 VIII族；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；
（2）X为Cl，Cl的简单阴离子有3个电子层，最外层得到一个变为8个电子的稳定结构，故离子的结构示意图为，强酸与氧化铝反应，氧化铝变为铝离子，水不能拆，故离子反应方程式为：6H⁺+Al₂O₃=2Al³⁺+3H₂O，故答案为：；6H⁺+Al₂O₃=2Al³⁺+3H₂O；
（3）二氧化硅常用作光导纤维，工业上利用C还原二氧化硅制取硅单质，化学反应方程式为：SiO₂+2C

高温  .

Si+2CO↑，锗不与NaOH 溶液反应但在有H₂O₂ 存在时可与NaOH溶液反应生成锗酸盐，据此可写出化学反应方程式为：Ge+2 H₂O₂+2NaOH=Na₂GeO₃+3H₂O，
故答案为：光导纤维；SiO₂+2C

高温  .

Si+2CO↑； Ge+2 H₂O₂+2NaOH=Na₂GeO₃+3H₂O；
（4）50mL 1mol/L的AlCl₃溶液中氯化铝的物质的量=0.05L×1mol/L=0.05mol，若Al元素都转化为氢氧化铝沉淀，则氢氧化铝沉淀的质量=0.05mol×78g/mol=3.9g＞1.56g，说明有两种情况：一为沉淀不完全，只生成Al（OH）₃沉淀；另一种情况为沉淀部分溶解，既生成Al（OH）₃沉淀，又生成NaAlO₂，
n[Al（OH）₃]=

1.56g

78g/mol

=0.02mol，
①若碱不足，由Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓可知，NaOH的物质的量为0.02mol×3=0.06mol，加入NaOH溶液的体积为

0.06mol

0.5mol/L

=0.12L=120mL；
②沉淀部分溶解，既生成Al（OH）₃沉淀，又生成NaAlO₂，则：
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
则消耗的碱的物质的量为0.15mol+（0.05-0.02）mol=0.18mol，
加入NaOH溶液的体积为

0.18mol

0.5mol/L

=0.36L=360mL，故消耗NaOH的最大体积为360mL，故答案为：360．

点评：本题主要考查的是元素的推断以及元素化合物的知识，正确推断出各种元素是解决本题的关键，属于常考题．