2020-2021高考化学培优(含解析)之高无机综合推断及答案
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2020-2021高考化学培优(含解析)之高无机综合推断及答案
一、无机综合推断
1.I.化合物X含有三种元素,其中两种为非金属元素,且原子个数比为1:1,X不溶于水,能溶于强酸。
某研究小组为探究其组成和性质,设计并完成了如下实验。
(1)X的化学式是____________________。
(2)写出检验黄色溶液中金属阳离子的实验操作:__________。
(3)黄色溶液中加入铜片,铜片表面被腐蚀,则对应的离子方程式是:
_____________________。
II.已知黑色固体中不含单质。
为进一步探究其组成,研究小组将上述所得固体全部溶于稀盐酸,配成100mL溶液,每次取20.00mL待测液于锥形瓶中,用2.000×10-2mol∙L-1 KMnO4标准溶液进行滴定,并记录实验的结果如下表:
组次1234
V标(mL)20.0020.0219.9919.99
(4)如何判断滴定终点:__________________。
(5)待测液中c(Fe2+) = ____________________。
(6)该黑色固体的化学式用Fe x O y形式可表示为_______________。
【答案】FeOCl 取少量黄色溶液置于洁净试管中,滴加几滴KSCN溶液,若溶液呈血红色,则说明有Fe3+ 2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+当最后一滴标准KMnO4溶液滴入锥形瓶时,溶液恰好变浅紫(红)色,且半分钟内不变色 0.1000mol.L-1 Fe4O5
【解析】
【详解】
I.根据流程中信息可知,2.15gX与适量硫酸反应得到黄色溶液为含有铁离子及硫酸根离子等的溶液,黄色溶液与足量氢氧化钠溶液作用生成红褐色氢氧化铁沉淀,氢氧化铁沉淀加
热后生成红棕色固体1.60g,即氧化铁
1.60
160/
g
g mol
=0.01mol,故X中含有0.02 molFe3+,质
量为0.02 mol56g/mol
=1.12g,与足量氢氧化钠溶液反应的溶液再与足量硝酸钡溶液反
应生成硫酸钡沉淀6.99g,即为
6.99g
233/g mol
=0.03mol,但硫酸根离子来自于所加硫酸,反
应所得溶液继续与足量硝酸酸化的硝酸银溶液反应得到白色沉淀氯化银2.87g,即为
2.87g 14
3.5/g mol =0.02mol ,故可推知X 中含有0.02molCl -,质量为0.02 mol 35.5g /mol ⨯=0.71g ,化合物X 含有三种元素,其中两种为非金属元素,且原子个数比为1:1,故另一非金属元素也为0.02 mol ,且质量为2.15g-1.12g-0.71g=0.32g ,则摩尔质
量为
0.32g 0.02mol
=16g/mol ,应为O 元素,故X 为FeOCl ; (1)X 的化学式是FeOCl ; (2)检验黄色溶液中金属阳离子Fe 3+的实验操作为:取少量黄色溶液置于洁净试管中,滴加几滴KSCN 溶液,若溶液呈血红色,则说明有Fe 3+;
(3)黄色溶液中加入铜片,铜片表面被腐蚀,反应生成Fe 2+和Cu 2+,对应的离子方程式是:2Fe 3+ + Cu= 2Fe 2+ + Cu 2+;
II .(4)黑色固体溶于盐酸后所得溶液中含有亚铁离子,遇酸性高锰酸钾溶液使其褪色,故判断滴定终点为:当最后一滴标准KMnO 4溶液滴入锥形瓶时,溶液恰好变浅紫(红)色,且半分钟内不变色;
(5)根据表中数据可知,滴定消耗的标准液的平均体积为20.00mL ,根据反应5Fe 2+ + MnO 4-+ 8H +=5Fe 3+ + Mn 2+ +4H 2O 可知,待测液中c(Fe 2+)
=2332.00010/20.0010/50.1000/20.0010/mol L mL L mL mol L mL L mL
---⨯⨯⨯⨯=⨯; (6)黑色固体中含有的Fe 2+物质的量为0.1000/0.10.01mol L L mol ⨯=,铁的总物质的量为0.02 mol ,则n(Fe 2+) : n(Fe 3+) =0.01 mol: 0.01 mol=1:1,该黑色固体的化学式用Fe x O y 形式表示,根据化合物各元素化合价代数和为0,则有
23222
x x y ⨯+⨯=,得x:y=4:5,Fe x O y 可表示为Fe 4O 5。
2.在一定条件下可实现下图所示物质之间的转化:
请填写下列空白:
(1)孔雀石的主要成分是CuCO 3·
Cu (OH )2(碱式碳酸铜),受热易分解,图中的F 是______(填化学式)。
(2)写出明矾溶液与过量NaOH 溶液反应的离子方程式: 。
(3)写出B 电解生成E 和D 的反应方程式: 。
(4)图中所得G 和D 都为固体,混合后在高温下可发生反应,写出该反应的化学方程
式,该反应消耗了2 molG,则转移的电子数是。
【答案】(每空2分,共10分)(1)CO2(2)Al3++ 4OH-=AlO2-+2H2O
(3)2Al2O3 4Al +3O2↑(4)2Al +3CuO3Cu +Al2O34N A(或2.408х1024)
【解析】
试题分析:(1)明矾与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸盐。
孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2(碱式碳酸铜),受热易分解,生成氧化铜、CO2和水。
CO2能与A反应,则F是CO2。
(2)明矾溶液与过量NaOH溶液反应的离子方程式为Al3++ 4OH-=AlO2-+2H2O。
(3)CO2能与偏铝酸盐反应生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝分解生成氧化铝和水,电解氧化铝生成氧气和铝,则B电解生成E和D的反应方程式为2Al2O3 4Al+3O2↑。
(4)图中所得G和D都为固体,分别是是氧化铜和铝,混合后在高温下可发生铝热反应,该反应的化学方程式为2Al+3CuO3Cu+Al2O3。
反应中铜的化合价从+2价降低到0价,因此若该反应消耗了2mol氧化铜,则转移的电子数是4N A。
考点:考查无机框图题推断
3.氢能源是一种重要的清洁能源。
现有两种可产生H2的化合物甲和乙。
将6.00g甲加热至完全分解,只得到一种短周期元素的金属单质和6.72LH2(已折算成标准状况),甲与水反应也能产生H2,同时还产生一种白色沉淀物,该白色沉淀可溶于NaOH溶液。
化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙,丙在标准状态下的密度为1.25g/L。
请回答下列问题:
(1)甲的化学式是__________;乙的电子式是__________。
(2)甲与水反应的化学方程式是__________。
(3)气体丙与金属镁反应的产物是__________(用化学式表示)。
(4)乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙,写出该反应的化学方程式
__________。
有人提出产物Cu中可能还含有Cu2O,请设计实验方案验证之__________(已知Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O)。
【答案】AlH3 AlH3+3H2O=Al(OH)3↓+3H2↑ Mg3N2 2NH3+
3CuO3Cu+N2+3H2O 将固体溶于稀硫酸中,如果溶液变蓝,说明产物中含有Cu2O,反之则无Cu2O
【解析】
【分析】
将6.00g甲加热至完全分解,只得到一种短周期元素的金属单质和6.72L的H2(已折算成标准状况),甲与水反应也能产生H2,同时还产生一种白色沉淀物,该白色沉淀可溶于NaOH溶液,因此白色沉淀是Al(OH)3,则金属单质是铝,因此甲是AlH3。
化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙,丙在标准状况下的密度为1.25g·L-1,则丙的相对分子质量是1.25×22.4=28,因此丙是氮气,则乙是氨气NH3,据此解答。
【详解】
(1)根据以上分析可知甲的化学式是AlH3。
乙是氨气,含有共价键的共价化合物,电子式为;
(2)甲与水反应生成氢气和氢氧化铝,反应的化学方程式是AlH3+3H2O=Al(OH)3↓+3H2↑。
(3)氮气与金属镁反应的产物是Mg3N2。
(4)氨气在加热条件下与CuO反应可生成Cu和氮气,根据原子守恒可知该反应的化学方程式为2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O。
铜与稀硫酸不反应,则根据Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O可知,要检验产物Cu中可能还混有Cu2O可以将固体溶于稀硫酸中,如果溶液变蓝,说明产物中含有Cu2O,反之则无Cu2O。
4.化合物甲由四种元素组成。
某化学研究小组按如图流程探究其组成:
已知丙和丁是相对分子质量相同的常见气体,其中丁是空气的主要成分之一。
请回答下列问题:
(1)甲的化学式为____。
(2)甲发生爆炸反应的化学方程式为____。
(3)已知化合物甲中,有两种元素的化合价为最高正价,另两种元素的化合价为最低负价,则爆炸反应中被氧化的元素与还原产物的物质的量之比为____。
【答案】AgOCN 2AgOCN=2Ag+N2↑+2CO↑ 1:2
【解析】
【分析】
已知丙和丁是相对分子质量相同的常见气体,其中丁是空气的主要成分之一,由此可知丁是氮气,丙是一氧化碳。
根据流程图可知氮气的物质的量为0.01mol,一氧化碳的物质的
量为n(CO)= (3-2.16-0.0128)g
0.02mol
28g/mol
⨯
=,由此可知甲中C、N、O的原子个数比为
1:1:1,化合物由四种元素组成,已知化合物中有两种元素的化合价为最高正价,另两种元素的化合价为最低负价,撞击甲容易发生爆炸生成三种物质,则甲中应该有一种金属元素,设甲的化学式为R(CNO)x,R的相对原子质量为M,根据反应2R(CNO)
x=2R+2xCO+xN2,有2M+84x x
=
30.01
,所以M=108x,设x=1,2,3,……,当x=1时,
M=108,R为银元素,当x取2、3……时,没有对应的金属元素的相对原子质量符合要求,所以甲为AgOCN。
【详解】
(1)由分析可知,甲的化学式为AgOCN,故答案为:AgOCN;
(2)由分析可知,乙为银单质,丙为一氧化碳,丁为氮气,则甲发生爆炸反应的化学方程式为2AgOCN=2Ag+N2↑+2CO↑,故答案为:2AgOCN=2Ag+N2↑+2CO↑;
(3)根据爆炸反应方程式可知,爆炸反应中被氧化的元素为氮元素,共2mol,还原产物为银单质和一氧化碳,共4mol,则爆炸反应中被氧化的元素与还原产物的物质的量之比为1:2,故答案为:1:2。
5.如图所示每一方框表示一种反应物或生成物,其中A、C、D、E、F在通常情况下均为气体,且加热X生成的A与C的物质的量之比为1∶1,B为常见液体。
试回答下列问题:
(1)X是________(填化学式,下同),F是__________。
(2)A―→D反应的化学方程式为_______。
(3)G与Cu的反应中,G表现的性质为______。
(4)X与过量NaOH溶液反应生成C的离子方程式为_____________。
(5)以C、B、D为原料可生产G,若使amol C完全转化为G,理论上至少需要D___ mol。
【答案】NH4HCO3 NO2 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2酸性和氧化性 NH4++HCO3—+2OH -=2H2O+CO32—+NH3↑ 2a
【解析】
【分析】
X能与盐酸、氢氧化钠反应都生成气体,应为弱酸铵盐,与盐酸反应得到气体A,A能与过氧化钠反应生成气体D,则A为CO2、D为O2,X与氢氧化钠反应得到气体C为NH3,A与C物质的量之比为1:1,且B为常见液体,可以推知X为NH4HCO3、B为H2O,C(氨气)与D(氧气)反应生成E为NO,E与氧气反应生成F为NO2,F与水反应得到G能与Cu反应生成NO、NO2,则G为HNO3,据此解答。
【详解】
X能与盐酸、氢氧化钠反应都生成气体,应为弱酸铵盐,与盐酸反应得到气体A,A能与过氧化钠反应生成气体D,则A为CO2、D为O2,X与氢氧化钠反应得到气体C为NH3,A与C物质的量之比为1:1,且B为常见液体,可以推知X为NH4HCO3、B为H2O,C(氨气)与D(氧气)反应生成E为NO,E与氧气反应生成F为NO2,F与水反应得到G能与Cu反应生成NO、NO2,则G为HNO3;
(1)由上述分析可知,X是NH4HCO3; F是NO2;
(2) A→D为Na2O2和CO2反应生成碳酸钠和O2,发生反应的化学方程式为2Na2O2+
2CO2=2Na2CO3+O2;
(3) Cu与硝酸反应生成硝酸铜与氮的氧化物,反应中N元素的化合价部分为不变化,部分降低,故硝酸表现酸性、氧化性;
(4) NH4HCO3与过量NaOH溶液反应的离子方程式为NH4++HCO3—+2OH-2H2O+
CO32—+NH3↑;
(5) 以NH3、H2O、O2为原料可生产HNO3,使a mol NH3完全转化为HNO3,根据电子转移守
恒,理论上至少需要氧气的物质的量=
()
amol53
4
⎡⎤
⨯--
⎣⎦=2amol。
6.A~I分别表示中学化学中常见的一种物质,它们之间相互关系如下图所示(部分反应物、生成物没有列出)。
已知H为固态氧化物,F是红褐色难溶于水的沉淀,且A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素。
请填写下列空白:
(1)A、B、C、D、E、F六种物质中所含的同一种元素的名称是________。
(2)反应①的化学方程式为_____________________________________
反应③的离子方程式为________________________
反应⑧的化学方程式为_____________________________________
(3)反应⑥过程中的现象是______________________________。
(4)1molI发生反应后生成的A高温下与足量的水蒸气反应,生成的气体换算成标准状况下占______L。
【答案】铁元素8Al+3Fe3O4 4Al2O3+9FeFe3O4+8H+=2Fe3++Fe2+ +4H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色33.6
【解析】
试题分析:F是红褐色难溶于水的沉淀,因此F是氢氧化铁,则E是氢氧化亚铁,所以C 和D分别是亚铁盐和铁盐。
B和盐酸反应生成C和D,所以B是四氧化三铁,C是氯化亚铁,D是氯化铁,A在氧气中燃烧生成B,则A是铁。
H和I均能与氢氧化钠溶液反应生成G,则I是铝,和四氧化三铁发生铝热反应生成铁和氧化铝,H是氧化铝,G是偏铝酸钠,据此分析解答。
解析:F是红褐色难溶于水的沉淀,因此F是氢氧化铁,则E是氢氧化亚铁,所以C和D 分别是亚铁盐和铁盐。
B和盐酸反应生成C和D,所以B是四氧化三铁,C是氯化亚铁,D 是氯化铁,A在氧气中燃烧生成B,则A是铁。
H和I均能与氢氧化钠溶液反应生成G,则I是铝,和四氧化三铁发生铝热反应生成铁和氧化铝,H是氧化铝,G是偏铝酸钠,则。
(1)根据以上分析可知A、B、C、D、E、F六种物质中所含的同一种元素的名称是铁。
(2)根据以上分析可知反应①的化学方程式为8Al+3Fe3O4 4Al2O3+9Fe。
反应③的离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2+ +4H2O;反应⑧的化学方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O。
(3)反应⑥是氢氧化亚铁被空气氧化,过程中的现象是生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
(4)根据8Al+3Fe3O4 4Al2O3+9Fe可知1mol铝发生反应后生成铁,铁在高温下与足量的水蒸气反应的方程式为3Fe+4H2O(g)4H2+Fe3O4,所以生成的气体换算成标
准状况下为。
【点睛】化学推断题是一类综合性较强的试题,解框图题最关键的是寻找“突破口”,“突破口”就是抓“特”字,例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等。
7.有关物质的转化关系如下图所示(部分物质和条件已略去)。
A、C是常见的强酸,B 是黄色非金属单质;E是紫红色金属单质,G是最常见的无色液体;D、F、I是常见的气体,D为红棕色,D与I组成元素相同,且相对分子质量相差16。
请回答下列问题:
(1)G的化学式为________。
(2)反应①的化学方程式为_____________________________。
(3)E与A的浓溶液反应的离子方程式为_________________________________。
(4)反应②的化学方程式为_____________________________________。
【答案】H2O Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O Cu+4H++2NO3—=== Cu2++
2NO2↑+2H2O SO2+NO2+H2O=== H2SO4+NO
【解析】
【分析】
由题意和转化关系可知,E是紫红色的金属单质,则E为Cu;A、C是常见的强酸,黄色非金属单质B与A反应得到C和D,D为红棕色气体,且C能与Cu反应生成F、G、H,且G 是最常见的无色液体可知A为HNO3、B为S、C为H2SO4、D为NO2、G为H2O、H为CuSO4;D与I组成元素相同,且相对分子质量相差16,而D、F、G反应得到C和I,则F 为SO2、I为NO。
【详解】
(1)由分析可知,G为水,化学式为H2O,故答案为:H2O;
(2)反应①为铜和浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为Cu +2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O,故答案为:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+
2H2O;
(3)铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,反应的离子方程式为Cu+4H++2NO3—= Cu2++2NO2↑+2H2O,故答案为:Cu+4H++2NO3—= Cu2++2NO2↑+2H2O;
(4)反应②为二氧化硫与二氧化氮和水发生氧化还原反应生成硫酸和一氧化氮,反应的化学方程式为SO2+NO2+H2O=H2SO4+NO,故答案为:SO2+NO2+H2O=H2SO4+NO。
【点睛】
由B是黄色非金属单质、E是紫红色金属单质、G是最常见的无色液体、D为红棕色气体是解答的突破口,结合题给转化关系确定各物质的化学式是解答关键,
8.生氢材料甲由X、Y两种元素组成,两元素的原子最外层电子数相等。
为确定甲的组成,进行了如下实验:
①称取1.2g甲固体与一定量的水蒸气刚好完全反应,生成标准状况下1.12L可燃性单质气体乙,同时得到2g化合物丙。
②用0.05mol甲与0.8g氧气恰好发生化合反应,得到2g丙。
请回答:
(1)乙的分子式____。
(2)写出甲与氧气反应生成丙的化学方程式____。
(3)设计实验方案检验丙中的阴离子_____。
【答案】H2 2NaH+O2点燃
2NaOH 取少量丙溶液于试管中,向试管中滴加少量无色酚酞
试液,若溶液变红,则说明有OH-的存在
【解析】
【分析】
由0.05mol甲与0.8g氧气恰好发生化合反应,得到2g丙,得甲的质量为:2g-0.8g=1.2g,
则M(甲)=
1.2g
0.05mol
=24g/mol,根据甲由X、Y两种元素组成,甲是生氢材料,两元素的原
子最外层电子数相等,可得符合条件的化合物为NaH,NaH可以与水蒸气反应生成氢气和氢氧化钠,反应的化学方程式为:NaH+H2O(g)=H2↑+NaOH,符合题意,则乙为H2,丙为NaOH,据此分析。
【详解】
由0.05mol甲与0.8g氧气恰好发生化合反应,得到2g丙,得甲的质量为:2g-0.8g=1.2g,
则M(甲)=
1.2g
0.05mol
=24g/mol,根据甲由X、Y两种元素组成,甲是生氢材料,两元素的原
子最外层电子数相等,可得符合条件的化合物为NaH,NaH可以与水蒸气反应生成氢气和氢氧化钠,反应的化学方程式为:NaH+H2O(g)=H2↑+NaOH,符合题意,则乙为H2,丙为NaOH;
(1)乙的分子式为H2;
(2)甲与氧气反应生成丙的化学方程式为2NaH+O2点燃
2NaOH;
(3)丙中的阴离子为氢氧根离子,检验氢氧根离子的方法为:取少量丙溶液于试管中,向试管中滴加少量无色酚酞试液,若溶液变红,则说明有OH-的存在。
9.有关物质的转化关系如下图所示。
C是海水中最多的盐,D是常见的无色液体。
E和G 为无色气体,其中E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
B、C、I、J的焰色反应为黄色,其中I 可用于制发酵粉或治疗胃酸过多。
⑴F的化学式为______。
E的电子式为______。
⑵写出反应①的离子方程式:______。
⑶写出反应②的化学方程式:______。
⑷写出反应③的化学方程式:______。
【答案】NH3·H2O NH4++OH-NH3↑+H2O NaCl+NH4HCO3=NH4Cl+
NaHCO3↓ 2NaHCO3CO2↑+H2O+Na2CO3
【解析】
【分析】
由C是海水中最多的盐可知,C为氯化钠;由D是常见的无色液体可知,D为水;由E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝可知,E为氨气;由B、C、I、J的焰色反应为黄色可知,B、C、I、J为含有钠元素的化合物;由I可用于制发酵粉或治疗胃酸过多可知,I为碳酸氢钠;由转化关系可知A为氯化铵,氯化铵溶液与氧氧化钠溶液共热反应生成氯化钠、氨气和水,氨气溶于水生成一水合氨,一水合氨溶液与二氧化碳反应生成碳酸氢铵,碳酸氢铵溶液与氯化钠溶液混合,会反应生成溶解度更小的碳酸氢钠和氯化铵,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,则B为氢氧化钠、F为一水合氨、G为二氧化碳、H为碳酸氢铵、J为碳酸钠。
【详解】
(1)由以上分析可知,F为一水合氨;E为氨气,氨气为共价化合物,电子式为,故答案为:NH3·H2O;;
(2)反应①为氯化铵溶液与氧氧化钠溶液共热反应生成氯化钠、氨气和水,反应的离子方程式为NH4++OH-NH3↑+H2O,故答案为:NH4++OH-NH3↑+H2O;
(3)反应②为碳酸氢铵溶液与氯化钠溶液反应生成溶解度更小的碳酸氢钠和氯化铵,反应的化学方程式为NaCl+NH4HCO3=NH4Cl+NaHCO3↓,故答案为:NaCl+NH4HCO3=NH4Cl+
NaHCO 3↓;
(4)反应③为碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,反应的化学方程式为2NaHCO 3
CO 2↑+H 2O +Na 2CO 3,故答案为:2NaHCO 3CO 2↑+H 2O +Na 2CO 3。
【点睛】
由题意推出C 为氯化钠、D 为水、E 为氨气,并由此确定A 为氯化铵、B 为氢氧化钠是推断的难点,也是推断的突破口。
10.储氢材料甲由X 、Y 、Z 三种短周期元素组成,Z 元素的最外层电子数是X 与Y 元素最外层电子数之和的1.5倍。
为确定甲的组成,进行了如下实验:
①称取5.4g 甲固体,加热到250℃时,完全反应后,放出标准状况下3.36 L 单质气体乙,同时得到两种固体,其中一种为二元化合物。
②冷却后,向①反应后的固体混合物中加入足量的蒸馏水,充分反应后,又放出标准状况下5.6L 单质气体乙,同时得到澄清溶液丙。
请回答:
(1)乙的电子式___。
(2)甲的化学式__。
(3)写出生成溶液丙的化学反应方程式___。
(4)设计实验方案检验溶液丙中的溶质成分___。
【答案】H ∶H NaAlH 4 2NaH +2Al +4H 2O=2NaAlO 2+5H 2↑ 用洁净的铂丝蘸取丙溶液进行焰色反应,显黄色,证明含Na+;另取少量丙溶液于试管中,逐滴滴加稀盐酸,若出现白色沉淀,继而沉淀消失,则含有AlO 2-
【解析】
【分析】
常见的储氢材料是金属氢化物,加热到250℃时,完全反应后,放出标准状况下3.36 L 单质气体乙,气体乙是氢气,所以一定含有H 元素;短周期元素中化合价最高的金属元素是+3价Al 元素,Z 元素的最外层电子数是X 与Y 元素最外层电子数之和的1.5倍,故Z 是 Al 元素,则另一种金属元素化合价为+1,反应②得到澄清溶液丙,说明另一种金属元素一定为钠。
【详解】
(1)常见的储氢材料是金属氢化物,加热到250℃时,完全反应后,放出标准状况下3.36 L 单质气体乙,所以一定含有H 元素,气体乙是氢气,电子式为H ∶H 。
(2)①②共生成标准状况下的氢气8.96L÷22.4L/mol=0.4mol ,根据得失电子守恒,5.4g 甲固体含有0.4molH 原子;设5.4g 甲固体含有Al 元素xmol 、Na 元素ymol ,则
{2723 5.40.4
30.40x y x y +=-+-= ,解得y=0.1、x=0.1, n(Na):n(Al):n(H)=0.1:0.1:0.4=1:1:4,甲的化学式是NaAlH 4;
(3)钠的活泼性大于铝,反应①生成的固体是NaH 和Al ,NaH 与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与铝反应生成偏铝酸钠和氢气,总反应方程式是2NaH +2Al +
4H 2O=2NaAlO 2+5H 2↑。
(4)AlO 2-与少量盐酸反应先生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝与盐酸反应生成铝离子,Na +的
焰色反应呈黄色;检验溶液丙中的溶质成分的方法是:用洁净的铂丝蘸取丙溶液进行焰色反应,显黄色,证明含Na+;另取少量丙溶液于试管中,逐滴滴加稀盐酸,若出现白色沉淀,继而沉淀消失,则含有AlO2-。