Question

X、Y、Z为周期表中前20号主族元素，原子序数递增，X、Y原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，Z是人体含量最高的金属元素．
（1）下列含氧酸根化学式书写不正确的是    （填序号）．
a．XO₃^-b．XO₃^2-c．YO₃^2-d．Y₂O₃^2-
（2）X、Y的原子可构成只含极性键的非极性分子，它的电子式是    ，空间构型是    ．
（3）Y的最高价含氧酸是重要的化工产品．
①已知YO₂被空气氧化，每生成1mol气态YO₃，放出98.3kJ热量，该反应的热化学方程式是    ．
②实验测得相同条件下一定量的Y单质分别在空气和在氧气中充分燃烧后产物的成分（体积分数）如表．

	YO2	YO3
空气	94%～95%	5%～6%
氧气	97%～98%	2%～3%

Y在纯氧中燃烧产物里YO₃含量比空气中少的原因是    ．
③天然ZYO₄既可用于制备Y的氧化物又可用于制水泥．ZYO₄与X单质在高温下反应，得到两种常见气体．每消耗1molX单质，有4mol电子转移，该反应的化学方程式是    ．
（4）为了测定某水泥样品成分，称取10.0g样品，将其中的Z元素转化为ZX₂O₄沉淀，将沉淀用稀酸处理得H₂X₂O₄溶液，取该溶液体积的1/100，用KMnO₄溶液滴定（氧化产物为XO₂，还原产物为Mn²⁺），结果用去0.0200mol•L^-1的KMnO₄溶液24.00mL．该样品中Z的氧化物的质量分数是    ．

Answer

最外层电子数是其电子层数的2倍的元素有C和S两种元素，根据原子序数依次递增可知X是C元素，Y是S元素，Z是人体含量最高的金属元素，应为Ca元素．
（1）根据C元素的原子最外层只有4个电子，不可能形成+5价化合物分析；
（2）根据价层电子对判断分子的体积构型；
（3）①根据书写热化学方程式的方法书写热化学方程式；
②硫与氧气反应是放热可逆反应，在纯氧中更剧烈放热更多，使平衡向逆向进行；
③CaSO4与C单质在高温下反应，得到两种常见气体，该气体为CO2和SO2，每消耗1molC单质，有4mol电子转移，则每有1molC参加反应，应有2mol生成SO2；
（4）利用氧化还原反应得失电子守恒结合关系式计算，反应的关系式为5CaC2O4～5H2C2O4～2KMnO4；
【解析】
最外层电子数是其电子层数的2倍的元素有C和S两种元素，根据原子序数依次递增可知X是C元素，Y是S元素，Z是人体含量最高的金属元素，应为Ca元素．
（1）XO3-中X的化合价为+5价，C元素的原子最外层只有4个电子，不可能形成+5价化合物，其它选项分别为，CO32-、SO32-、S2O32-，符合C和S常见的存在形式，故答案为：a；
（2）X、Y的原子可构成只含极性键的非极性分子，该分子为CS2，分子中含有2个δ键，没有孤电子对，为直线型分子，电子式为，
故答案为：；直线型；
（3）①根据书写热化学方程式的方法书写，SO2被空气氧化，每生成1mol气态SO3，放出98.3kJ热量，反应的热化学方程式为SO2（g）+1/2O2（g）═SO3（g）△H=-98.3KJ/mol，
故答案为：SO2（g）+1/2O2（g）═SO3（g）△H=-98.3KJ/mol；
②硫与氧气反应是放热可逆反应，在纯氧中更剧烈放热更多，使平衡向逆向进行，所以纯氧中三氧化硫量少，
故答案为：纯氧中O2浓度大，单位时间内放热多，体系温度高，平衡向SO3分解的方向移动；
③CaSO4与C单质在高温下反应，得到两种常见气体，该气体为CO2和SO2，每消耗1molC单质，有4mol电子转移，则每有1molC参加反应，应有2mol生成SO2，
反应的方程式为2CaSO4+C═2CaO+CO2↑+2SO2↑，
故答案为：2CaSO4+C═2CaO+CO2↑+2SO2↑；
（4）利用氧化还原反应得失电子守恒结合关系式计算，根据质量守恒得关系式CaC2O4～H2C2O4根据氧化还原反应得失电子数目相等可知5H2C2O4～2KMnO4，故有5CaC2O4～5H2C2O4～2KMnO4，
则：5CaC2O4～5H2C2O4～2KMnO4
    5mol     5mol    2mol
   n         n       0.0200mol•L-1×0.024L=4.8×10-4mol
n==1.2×10-3mol
所以10.0g样品含Ca元素的物质的量为100×1.2×10-3mol=0.12mol，样品中CaO的质量为0.12mol×56g/mol=6.72g，质量分数为=67.2%，
故答案为：67.2%．