Question

U、V、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素。已知：

①WU₄⁺+XU^-==WU₃+U₂X，各种反应物和生成物的电子总数都与Y⁺相等；

②Z的单质在X₂中燃烧的产物可使品红溶液褪色；

③V的单质在X₂中燃烧可生成VX和VX₂两种气体；

④Y的单质是一种金属，该金属与X₂反应可生成Y₂X和Y₂X₂两种固体。

请回答下列问题：

(1)写出Y₂X₂与水反应的化学方程式：________________。

(2)V、W、X形成的10电子氢化物中，沸点最高的是__________(写化学式)。

(3)U₂X₂与FeSO₄按物质的量之比1：2溶于稀硫酸中，反应的离子方程式为__________。

(4)常温下，向pH=11的Y₂VX₃溶液中加入过量石灰乳，过滤后所得溶液pH=13，则反应前的溶液中与反应后的滤液中水电离出的c(OH^-)的比值是_________。   

(5)已知由U、W两种元素组成的共价化合物联氨的球棍模型如图所示，则联氨分子的电子式为____________。联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似，联氨第一步电离反应的平衡常数值为_______(已知：N₂H₄+H⁺==N₂H₅⁺的K=8.7×10⁷；K_W=1.0×10^-14)。联氨与过量硫酸形成的酸式盐的化学式为______________。

Answer

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ H2O H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O 1×1010 8.7×10-7 N2H6(HSO4)2

【解析】本题考查元素的推断，①根据化学反应方程式，推出此反应式NH4＋＋OH－=NH3＋H2O，都含有10个电子，即Y为Na；②Z的单质在O2中燃烧的产物可使品红溶液褪色，即产物是SO2，即Z为S；③V的单质在氧气燃烧可生成VX和VX2，即V为C，（1）Y2X2为Na2O2，与水反应的化学方程式为2Na2O＋2H2O=4NaOH＋O2↑；（2）氢化物分别是CH4、NH3、H2O，H2O、NH3存在分子间氢键，CH4中没有，因此CH4的沸点最低，NH3和H2O中H2O的相对分子质量最大，即H2O的沸点大于NH3，H2O的沸点最高；（3）是H2O2与FeSO4的反应，利用H2O2的氧化性把Fe2＋氧化成Fe3＋，即离子反应式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2H2O＋2Fe3＋；（4）Y2VX3的化学式为Na2CO3，pH=11的Na2CO3溶液中，由水电离c(OH－)=Kw/c(H＋)=10－14/10－11mol·L－1=10－3mol·L－1，加入石灰乳后得到溶液为NaOH，此时溶液中水电离c(OH－)=c(H＋)=10－13mol·L－1，因此两者比值为10－3/10－13=103：1；（5）组成的分子式为N2H4，其电子式为：；联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似，则联氨第一步电离的方程式为N2H4+H2ON2H5＋＋OH－，平衡常数K1=c(N2H5＋)×c(OH－)/c(N2H4)=K×Kw8.7×107×1×10－14=8.7×10－7；联氨为二元弱碱，酸碱发生中和反应生成盐，则联氨与过量硫酸形成酸式盐的化学式为N2H6(HSO4)2 。

点睛：本题难点在(4)的计算，Na2CO3属于强碱弱酸盐，CO32－水解，水电离出的H＋一部分与CO32－结合，因此水电离出的OH－：c(OH－)=Kw/c(H＋)=10－14/10－11mol·L－1=10－3mol·L－1，反应后溶液中的溶质为氢氧化钠，对水的电离产生抑制，水电离出的c(H＋)等于水电离的c(OH－)，即为10－13mol·L－1，从而求出反应前后水电离出的c(OH－)比值。