Question

（15分）有X、Y、Z三种元素，已知X、Y是元素周期表前20号元素，且X的原子序数比Y大4，元素Z形成的金属单质在日常生活中应用最广泛。请回答：

Ⅰ．若X是短周期最活泼的金属元素。

（1）写出Y的单质的结构式                                      。

（2）写出单质Z与元素Y的最高价氧化物对应的水化物（稀溶液，过量）反应的离子方程式     。

Ⅱ．若X的简单离子半径是第三周期元素简单离子半径最小的。

（3）在定向爆破中，常利用氧化铁和单质X反应放出的热量来切割钢筋。该反应的化学方程式为     。

（4）已知X的阳极氧化是一种常用的金属表面处理技术，它能使X的表面形成致密的氧化膜，该氧化膜不溶于稀硫酸。某化学研究小组在实验室中模拟该处理过程，装置如图所示，该阳极的电极反应式为                                            。

Ⅲ．含Z的化合物A（化学式为K₂ZO₄）极易溶于水，但静置一段时间后转化为红褐色沉淀，同时产生O₂。

（5）化合物A溶于水后的变化                                                      （用离子方程式表示）。查阅资料发现，加入下列物质中的              可提高A在水中的稳定性。

A．Na₂CO₃          B．KSCN          C．NH₄NO₃          D．KOH

Answer

（1）N≡N （2分） （2） Fe + 4H+ + NO3- ＝Fe3+ + NO↑+ 2H2O（3分）

（3）Fe2O3 +2Al2Fe +Al2O3 （3分） （4） 2Al + 3H2O＝Al2O3＋6H＋＋6e－（3分）

（5）4FeO42－+ 10H2O＝4Fe(OH)3↓+ 3O2↑+ 8OH- ；（2分） AD（2分）

【解析】

试题分析：已知X、Y是元素周期表前20号元素，且X的原子序数比Y大4，元素Z形成的金属单质在日常生活中应用最广泛，则Z是铁。

Ⅰ．若X是短周期最活泼的金属元素，则X是钠，因此Y是氮元素。

（1）氮气分子中存在三键，则氮气的结构式为N≡N。

（2）元素Y的最高价氧化物对应的水化物（稀溶液，过量）是硝酸，与铁反应生成硝酸铁、NO和水，反应的离子方程式为Fe + 4H+ + NO3- ＝Fe3+ + NO↑+ 2H2O。

Ⅱ．若X的简单离子半径是第三周期元素简单离子半径最小的，则X是铝，所以Y是F。

（3）氧化铁和铝发生铝热反应的化学方程式为Fe2O3 +2Al2Fe +Al2O3。

（4）电解池中阳极失去电子，铝与电源的正极相连，作阳极，因此阳极电极反应式为2Al + 3H2O＝Al2O3＋6H＋＋6e－。

（5）化合物A是高铁酸钾，溶于水后后转化为红褐色沉淀，同时产生O2，红褐色沉淀是氢氧化铁，反应的离子方程式为4FeO42－+ 10H2O＝4Fe(OH)3↓+ 3O2↑+ 8OH-。根据方程式可在反应后产生氢氧根离子，因此增大氢氧根离子的浓度可以提高A在水中的稳定性。碳酸钠和氢氧化钾溶于水均显解析，KSCN能与铁离子反应，硝酸铵溶于水显酸性，所以答案选AD。

考点：考查元素推断的有关应用