Question

9．元素單質(zhì)及其化合物有廣泛用途，請根據(jù)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(shù)遞增的順序（稀有氣體除外），以下說法正確的是b．
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．單質(zhì)的熔點降低              d．氧化物對應的水合物堿性減弱，酸性增強
（2）原子最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)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(chǎn)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akJ熱量，寫出該反應的熱化學方程式2H₂（g）+SiCl₄（g）$\frac{\underline{\;1100℃\;}}{\;}$Si（s）+4HCl（g）△H=+0.025akJ•mol^-1．
（5）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(shù)比為1：1．寫出該反應的化學方程式：4KClO₃$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$KCl+3KClO₄．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)同一周期中元素周期律內(nèi)容進行解答；
（2）第三周期中，次外層電子數(shù)為8，原子最外層電子書與次外層電子數(shù)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）根據(jù)表中金屬化合物的熔點高低、化合物類型進行分析；
（4）四氯化硅為共價化合物，化學式中存在4個硅氯鍵；根據(jù)題中數(shù)據(jù)及熱化學方程式的書寫方法寫出該反應的熱化學方程式；
（5）濃硫酸具有強氧化性、酸性，P₂O₅是非氧化性干燥劑，然后結(jié)合各選項中氣體的性質(zhì)進行判斷；
（6）根據(jù)題干信息判斷該無氧酸鹽為氯化鉀，再根據(jù)化合價變化判斷另一種無氧酸鹽名稱，最后根據(jù)化合價升降相等配平即可．

解答 解：（1）a．原子半徑和離子半徑均減��；第三周期中，隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸減小，而離子半徑需要根據(jù)陰陽離子進行討論，陽離子只有2個電子層，隨著核電荷數(shù)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(shù)的增加逐漸減小，但是陰離子半徑整體大于陽離子半徑，從陰離子到陽離子，半徑在減小，故a錯誤；           
b．金屬性減弱，非金屬性增強；同一周期中，隨著核電荷數(shù)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．金屬單質(zhì)的熔點降低，即Na＜Mg＜Al＜Si（原子晶體），而非金屬單質(zhì)是分子晶體，熔點比金屬單質(zhì)低，整體趨勢是Si＞Al＞Mg＞S＞Na＞P＞Cl₂＞Ar，故c錯誤；
d．最高價氧化物對應的水化物堿性減弱，酸性增強，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(shù)相同，而第三周期中次外層電子為8，該元素原子結(jié)構(gòu)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）由于氧化鎂的熔點遠遠大于氯化鎂的熔點，熔融時消耗更多能量，增加生成成本，所以工業(yè)制鎂時，采用電解MgCl₂而不電解MgO；
由于氯化鋁為共價化合物，熔融狀態(tài)下氯化鋁難導電，制鍋時電解Al₂O₃而不電解AlCl₃，
故答案為：MgO的熔點高，熔融時消耗更多能量，增加生產(chǎn)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：；
1.12kg純硅的物質(zhì)的量為：$\frac{1120g}{28g/mol}$=40mol，生成40mol硅吸收akJ熱量，則生成1mol硅吸收的熱量為：$\frac{akJ}{40}$=0.025akJ，所以四氯化硅氣體與氫氣反應生成單質(zhì)硅和氯化氫的熱化學方程式為：2H₂（g）+SiCl₄（g）$\frac{\underline{\;1100℃\;}}{\;}$Si（s）+4HCl（g）△H=+0.025akJ•mol^-1，
故答案為：；2H₂（g）+SiCl₄（g）$\frac{\underline{\;1100℃\;}}{\;}$Si（s）+4HCl（g）△H=+0.025akJ•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，所以選項中不能用濃硫酸干燥的為a．NH₃ b．HI，而P₂O₅是非氧化性干燥劑，不能干燥堿性氣體，可以干燥碘化氫，所以b正確，
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(shù)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(jù)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．

點評 本題考查了同一周期中元素周期律與原子結(jié)構(gòu)的關系、熱化學方程式的書寫、化學方程式的書寫等知識，題目難度較大，試題涉及的題量較大，充分考查了學生對所學知識的掌握情況，試題有利于培養(yǎng)學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力．