Question

（16分）X、Y、Z、W四种常见元素，且均为短周期元素。

已知：①X的最高价氧化物对应的水化物为无机酸中最强酸

②Y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

③Z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

④W被称为军事金属，可在CO₂中燃烧。

（1）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                                 。

（2）Z的氧化物在通讯领域用来作            ，工业上制Z单质的化学反应方程式为                              。

（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，则加入NaOH溶液的体积最多为          mL。

（4）Y、W合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的三位同学，为测定某Y、W合金(设不含其他元素)中W的质量分数，设计下列三种不同的实验方案进行探究。填写下列空白：

[探究一]

实验方案：Y、W合金测定剩余固体质量

实验步骤：

①称取一定质量的Y、W合金粉末样品，加入过量的Na0H溶液，充分反应。实验中发生反应的化学方程式是                                                       。

②过滤、洗涤、干燥、称量剩余固体。若未洗涤固体，将导致测得的W的质量分数

         (填“偏高”或“偏低”)。

[探究二]

实验方案：称量xg Y、W合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。

问题讨论：

③欲计算W的质量分数。该实验中还需测定的数据是                               。

④若用空气代替O₂进行实验，对测定结果是否有影响?            (填“是”或“否”)。

Answer

（1）6H++Al2O3=2Al3++3H2O（2分）

（2）光导纤维（2分） SiO2+2CSi+2CO↑（2分）

（3）360 （2分）

（4）①2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+H2 ↑（2分）；②偏高（2分）

③充分灼烧，冷却后粉末的质量（2分）；④是（2分）。

【解析】

试题分析：X的最高价氧化物对应的水化物为无机酸中最强酸，则X为Cl元素；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，则Y为Al元素；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，则Z为Si元素；W被称为军事金属，可在CO2中燃烧，则W为Mg元素。

（1）X的最高价氧化物对应水化物为HClO4，Y的氧化物为Al2O3，则离子方程式为6H++Al2O3=2Al3++3H2O。

（2）Z的氧化物为SiO2，在通讯领域用来作光导纤维；工业上用C还原SiO2制取单质Si，则化学方程式为：SiO2+2C Si+2CO↑。

（3）得到1.56g沉淀为Al(OH)3，物质的量为：1.56g÷78g/mol=0.02mol，AlCl3物质的量为：0.05L×1mol•L‾1=0.05mol，发生的反应为：AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl，Al(OH)3+NaOH= NaAlO2+2H2O，0.05mol AlCl3完全反应需要NaOH为0.15mol，生成0.05mol Al(OH)3，则溶解的NaOH为0.05mol—0.02mol=0.03mol，则溶解Al(OH)3消耗的NaOH为0.03mol，共消耗NaOH为0.15mol+0.03mol=0.18mol，则加入NaOH溶液的体积最多为：0.18mol÷0.5mol•L‾1=0.36L=360mL。

（4）①Al与NaOH、H2O反应生成NaAlO2和H2 ，化学方程式为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+H2 ↑。

②若未洗涤固体，金属Mg表面粘附杂质，则称量金属Mg的质量分数偏高。

③欲计算W的质量分数，还需要知道灼烧后生成的Al2O3和MgO的质量，所以该实验中还需测定的数据是：充分灼烧，冷却后粉末的质量

④若用空气代替O2进行实验，空气中的CO2能与Mg反应生成C和MgO，使固体的质量增大，产生误差，所以若用空气代替O2进行实验，对测定结果产生影响。

考点：本题考查元素的推断、实验方案的分析与设计、方程式的书写、化学计算。