Question

已知：①A、B、C、D四種物質均含有元素X，可能還含有元素Y或Z．元素Y、X、Z的原子序數依次遞增且不超過20．②X在A、B、C、D中的化合價分別為0、-1、+1、+5．③室溫下單質A與某種常見一元強堿溶液反應，可得到B和C．④化合物D在二氧化錳催化下受熱分解，可制得元素Y的單質．請回答下列問題：
（1）寫出元素X、Y、Z的元素符號：X：

Cl

，Y：

O

，Z

K

．
（2）寫出A、B、C、D的化學式：A

Cl₂

，B

NaCl

，C

NaClO

，D

KClO₃

．
（3）畫出Y原子的結構示意圖

；寫出③中反應的化學方程式

Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O

．
（4）寫出④中反應的化學方程式

2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂ ↑

．實驗室通過反應④制得元素Y的單質后，如何將產物分離并分別獲得純凈物？寫出實驗步驟：
（5）制得元素Y的單質，若收集到標準狀況下6.72LY單質氣體，至少需要多少克化合物D？同時生成氯化物的物質的量為多少mol？（用涉及到的化學式寫出計算步驟）

Answer 1

分析：（1）在二氧化錳催化下受熱分解，可制得單質可知D為KClO₃，Y為O，，-1價的短周期元素且有變價的元素X為Cl，元素Y、X、Z的原子序數依次遞增且不超過20，Z為K；
（2）Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，化合物D在二氧化錳催化下受熱分解，可制得元素Y的單質可知D為KClO₃；
（3）根據氧原子結構示意圖及Cl₂與NaOH反應方程式解題；
（4）KClO₃在二氧化錳催化下受熱分解，將產物溶于水后過濾；
（5）根據方程式進行計算．

解答：解：（1）化合物D在二氧化錳催化下受熱分解，可制得元素Y的單質可知D為KClO₃，Y為O，，X在A、B、C、D中的化合價分別為0、-1、+1、+5，-1價的短周期元素且有變價的元素X為Cl，元素Y、X、Z的原子序數依次遞增且不超過20，Z為K，故答案為：Cl；O；K；
（2）單質A為Cl₂，Cl₂與某種常見一元強堿溶液反應，可得到BNaCl和CNaClO，化合物D在二氧化錳催化下受熱分解，可制得元素Y的單質可知D為KClO₃，
故答案為：Cl₂ ；NaCl；NaClO；KClO₃；
（3）氧原子最外層6個電子，原子結構示意圖為，Cl₂與NaOH反應生成NaCl，NaClO，H₂O；
故答案為：；Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
（4）KClO₃在二氧化錳催化下受熱分解，將反應后的混合物溶于水后過濾，故答案為：2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂ ↑；
將反應后的混合物二氧化錳，KCl溶于水后過濾，二氧化錳不溶于水為濾渣，KCl可溶于水為濾液，對濾液蒸發(fā)結晶可得KCl；
（5）n_{（O2 ）}=

6.72L

22.4moL/L

=0.3moL，
設需要X克化合物KClO₃，同時生成氯化物的物質的量為Ymol
2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂ ↑
122.5g        2moL  3mol
   X           Y    0.3mol

122.5g

X

=

3moL

0.3moL

=

2moL

Y

解得：X=12.25g，Y=0.2mol，
答：需要12.25g化合物KClO₃，同時生成氯化物的物質的量為0.2mol．

點評：本題考查元素及化合物的推斷，化學方程式的計算，難度適中．