Question

14．元素單質及其化合物有廣泛用途，請根據周期表中第三周期元素相關知識回答下列問題：
（1）按原子序數遞增的順序（稀有氣體除外），以下說法正確的是
a．原子半徑和離子半徑均減小b．金屬性減弱，非金屬性增強
c．氧化物對應的水化物堿性減弱，酸性增強d．單質的熔點降低
（2）原子最外層電子數與次外層電子數相同的元素名稱為氬，氧化性最弱的簡單陽離子是Na⁺
（3）已知：

化合物	MgO	Al2O3	MgCl2	AlCl3
類型	離子化合物	離子化合物	離子化合物	共價化合物
熔點/℃	2800	2050	714	191

工業(yè)制鎂時，電解MgCl₂而不電解MgO的原因是MgO的熔點高，熔融時消耗更多能量，增加生產成本
制鋁時，電解Al₂O₃而不電解AlCl₃的原因是氯化鋁是共價化合物，熔融態(tài)氯化鋁難導電
（4）晶體硅（熔點1410℃）是良好的半導體材料．由粗硅制純硅過程如下：Si（粗）$→_{460℃}^{Cl_{2}}$SiCl₄$\stackrel{蒸餾}{→}$SiCl₄（純）$→_{1100℃}^{H_{2}}$Si（純）
寫出SiCl₄的電子式：；在上述由SiCl₄制純硅的反應中，測得每生成1.12kg純硅需吸收a kJ熱量，寫出該反應的熱化學方程式：SiCl₄（g）+2H₂（g）$\frac{\underline{\;1100℃\;}}{\;}$Si（s）+4HCl（g）△H=+0.025akJ•mol^-1
（5）P₂O₅是非氧化性干燥劑，下列氣體不能用濃硫酸干燥，可用P₂O₅干燥的是b
a．NH₃               b．HI                c．SO₂                d．CO₂
（6）KClO₃可用于實驗室制O₂，若不加催化劑，400℃時分解只生成兩種鹽，其中一種是無氧酸鹽，另一種鹽的陰陽離子個數比為1：1．寫出該反應的化學方程式：4KClO₃$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$KCl+3KClO₄
（7）工業(yè)上，通過如下轉化可制得KClO₃晶體：NaCl溶液$→_{Ⅰ}^{80℃}$NaClO₃溶液$→_{Ⅱ}^{溫室，KCl}$KClO₃晶體，完成Ⅰ中反應的總化學方程式：NaCl+3H₂O═NaClO₃+3H₂↑□NaCl+□H₂O═□NaClO₃+□
Ⅱ該反應過程能析出KClO₃晶體而無其他晶體析出的原因是相同溫度下，溶解度小的物質先析出．

Answer 1

分析 （1）a．同一周期，隨著原子序數的增大，原子半徑逐漸減小，簡單離子半徑先減小后增大再減��；
b．同一周期元素，隨著原子序數的增大，元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強；
c．元素的金屬性越強，其最高價氧化物的水化物堿性越強，元素的非金屬性越強，其最高價氧化物的水化物酸性越強；
d．同一周期元素，其單質的熔點先增大后減小；
（2）第三周期中，次外層電子數為8，原子最外層電子書與次外層電子數相同，則該元素為氬；第三周期中簡單陽離子為鈉離子、鎂離子和鋁離子，金屬的還原性越強，對應離子的氧化性越弱；
（3）氧化鎂熔點遠遠大于氯化鎂，電解MgO冶煉Mg浪費能源；氯化鋁是共價化合物，熔融狀態(tài)下不導電；
（4）四氯化硅為共價化合物，氯原子和硅原子都達到8個電子，每生成1.12kg純硅需吸收akJ熱量，結合物質的量與反應放出的熱量成正比計算；
（5）濃硫酸具有強氧化性、酸性，P₂O₅是非氧化性干燥劑；
（6）根據題干信息判斷該無氧酸鹽為氯化鉀，再根據化合價變化判斷另一種無氧酸鹽名稱，最后根據化合價升降相等配平即可；
（7）電解時，陽極上氯離子放電生成氯酸根離子、陰極上氫離子放電生成氫氣；兩種化合物相互交換成分生成另外的兩種化合物的反應為復分解反應，相同溫度下，溶解度小的物質先析出．

解答 解：（1）a．第三周期中，隨著原子序數的遞增，原子半徑逐漸減小，而離子半徑需要根據陰陽離子進行討論，陽離子只有2個電子層，隨著核電荷數在增大，半徑逐漸減小，而陰離子有3個電子層，隨著核電荷數的增加逐漸減小，但是陰離子半徑整體大于陽離子半徑，從陽離子到陰離子，半徑在增大，故a錯誤；
b．同一周期中，隨著核電荷數的遞增，元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強，故b正確；
c．元素的金屬性越強，其最高價氧化物的水化物堿性越強，元素的非金屬性越強，其最高價氧化物的水化物酸性越強，所以其最高價氧化物的水化物堿性減弱、酸性增強，故c錯誤；
d．同一周期元素，其單質的熔點先增大后減小，Si的熔點最高，故d錯誤；
故答案為：b；
（2）原子最外層電子書與次外層電子數相同，而第三周期中次外層電子為8，該元素原子結構示意圖為，則該元素為氬；金屬的還原性越強，對應離子的氧化性越弱，所以第三周期中氧化性最弱的為Na⁺，
故答案為：氬；Na⁺；
（3）氧化鎂熔點遠遠大于氯化鎂，電解MgO冶煉Mg浪費能源，所以用熔融態(tài)氯化鎂冶煉鎂；
氯化鋁是共價化合物，熔融狀態(tài)下以分子存在，所以不導電，則用熔融氧化鋁冶煉Al，
故答案為：MgO的熔點高，熔融時消耗更多能量，增加生產成本；氯化鋁是共價化合物，熔融態(tài)氯化鋁難導電；
（4）四氯化硅為共價化合物，氯原子和硅原子都達到8個電子，四氯化硅的電子式為，每生成1.12kg純硅需吸收akJ熱量，則生成1mol純硅吸收的熱量為$\frac{\frac{a}{1.12×1{0}^{3}}}{28}$=0.025aKJ，所以熱化學方程式為：SiCl₄（g）+2H₂（g）$\frac{\underline{\;1100℃\;}}{\;}$Si（s）+4HCl（g）△H=+0.025a kJ•mol^-1，故答案為：；SiCl₄（g）+2H₂（g）$\frac{\underline{\;1100℃\;}}{\;}$Si（s）+4HCl（g）△H=+0.025a kJ•mol^-1；
（5）濃硫酸具有強氧化性、酸性，不能干燥具有還原性、堿性的氣體，
a．NH₃為堿性氣體，不能用濃硫酸和五氧化二磷干燥，可用堿石灰干燥，故錯誤；
b．HI為還原性氣體，不能利用濃硫酸干燥，可以利用P₂O₅干燥，故正確；
c．SO₂為酸性氣體，可以用濃硫酸、五氧化二磷或無水氯化鈣干燥，故錯誤；
D、CO₂為酸性氣體，可以用濃硫酸、五氧化二磷或無水氯化鈣干燥，故D錯誤；
故答案為：b；
（6）KClO₃可用于實驗室制O₂，若不加催化劑，400℃時分解只生成兩種鹽，其中一種是無氧酸鹽，另一種鹽的陰陽離子個數比為1：1，則該無氧酸為KCl，KCl中氯元素化合價為-1，說明氯酸鉀中氯元素化合價降低，則另一種含氧酸鹽中氯元素化合價會升高，由于氯酸鉀中氯元素化合價為+5，則氯元素化合價升高只能被氧化成高氯酸鉀，根據氧化還原反應中化合價升降相等配平該反應為：4KClO₃$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$KCl+3KClO₄，故答案為：4KClO₃$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$KCl+3KClO₄；
（7）電解時，陽極上氯離子放電生成氯酸根離子、陰極上氫離子放電生成氫氣，所以化學方程式為：NaCl+3H₂O═NaClO₃+3H₂↑
；兩種化合物相互交換成分生成另外的兩種化合物的反應為復分解反應，相同溫度下，溶解度小的物質先析出；故答案為：NaCl+3H₂O═NaClO₃+3H₂↑
；相同溫度下，溶解度小的物質先析出．

點評 本題考查較綜合，涉及同一周期中元素周期律與原子結構的關系、化學方程式的書寫等知識，注重高頻考點的考查，題目難度較大，有利于培養(yǎng)學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力．