Question

16．氯及其化合物在生產(chǎn)，生活中有著廣泛的用途，回答下列問題：
（1）砹是氯的同族元素，比氯多3個電子層，砹在周期表中的位置為六周期，第ⅤⅡA族，HAt的穩(wěn)定性比HCl弱（填“強(qiáng)”或“弱”）．
（2）Cl₂與NaOH溶液反應(yīng)受溫度影響較大，如果溫度過低，會生成NaClO；溫度過高，會生成NaClO₃，若NaOH溶液和氯氣反應(yīng)時所得溶液中ClO^-與ClO₃^-的物質(zhì)的量之比為1：1，則該反應(yīng)的離子方程式為4Cl₂+8OH^-=6Cl^-+ClO^-+ClO₃^-+4H₂O．
（3）工業(yè)上采用電解飽和食鹽水的方法制取Cl₂，其化學(xué)方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，在一定條件下將Cl₂通入NaOH溶液中可制的漂白液，漂白液的有效成分為NaClO（填化學(xué)式）．家庭使用漂白液時，不宜直接接觸該鐵制品，否則鐵制品將發(fā)生電化學(xué)腐蝕，其中正極的電極反應(yīng)式為2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-．
（4）如果在NaCl溶液中加入混有少量NaClO₃，可加入一定量的鐵屑并加熱除去，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3H₂O+2Fe+NaClO₃=NaCl+2Fe（OH）₃↓，得到的鐵的化合物經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化可以得到草酸亞鐵晶體（FeC₂O₄•2H₂O），稱取3.60g草酸亞鐵晶體（相對分子質(zhì)量為180），用熱重法對其進(jìn)行熱分解，得到剩余固體的質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖所示：
①分析圖中數(shù)據(jù)，根據(jù)信息寫出過程Ⅰ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式FeC₂O₄•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeC₂O₄+2H₂O．
②300℃時剩余固體只有一種切實(shí)鐵的氧化物，試通過計(jì)算確定該氧化物的化學(xué)式Fe₂O₃．

Answer 1

分析 （1）砹是氯的同族元素，均為第ⅤⅡA元素，Cl位于第三周期，非金屬性Cl＞At，非金屬性越強(qiáng)，氫化物越穩(wěn)定；
（2）若NaOH溶液和氯氣反應(yīng)時所得溶液中ClO^-與ClO₃^-的物質(zhì)的量之比為1：1，失去電子為1×（1-0）+1×（5-0）=6，則得到電子為6，即Cl^-、ClO^-、ClO₃^-的物質(zhì)的量之比為6：1：1；
（3）電解NaCl溶液反應(yīng)生成氫氣、氯氣和NaOH；Cl₂通入NaOH溶液中可制的漂白液，其有效成分為NaClO，堿性條件下鐵制品將發(fā)生電化學(xué)腐蝕，正極上氧氣得到電子；
（4）Fe與NaClO₃發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
①過程I使其質(zhì)量減少3.60-2.88g=0.72g，恰好為0.4mol水的質(zhì)量；
②由元素守恒計(jì)算氧化物中Fe元素的質(zhì)量，再利用原子個數(shù)比確定化學(xué)式．

解答 解：（1）砹是氯的同族元素，均為第ⅤⅡA元素，Cl位于第三周期，At比氯多3個電子層，砹在周期表中的位置為第六周期第ⅤⅡA族，非金屬性Cl＞At，非金屬性越強(qiáng)，氫化物越穩(wěn)定，可知HAt的穩(wěn)定性比HCl弱，
故答案為：六；ⅤⅡA；弱；
（2）若NaOH溶液和氯氣反應(yīng)時所得溶液中ClO^-與ClO₃^-的物質(zhì)的量之比為1：1，失去電子為1×（1-0）+1×（5-0）=6，則得到電子為6，即Cl^-、ClO^-、ClO₃^-的物質(zhì)的量之比為6：1：1，離子反應(yīng)為4Cl₂+8OH^-=6Cl^-+ClO^-+ClO₃^-+4H₂O，
故答案為：4Cl₂+8OH^-=6Cl^-+ClO^-+ClO₃^-+4H₂O；
（3）電解NaCl溶液反應(yīng)生成氫氣、氯氣和NaOH，反應(yīng)為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；Cl₂通入NaOH溶液中可制的漂白液，其有效成分為NaClO，堿性條件下鐵制品將發(fā)生電化學(xué)腐蝕，正極上氧氣得到電子，正極反應(yīng)為2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，
故答案為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；NaClO；2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；
（4）加入過量鐵屑的目的是將NaClO₃完全轉(zhuǎn)化為NaCl，加入鐵屑時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3H₂O+2Fe+NaClO₃=NaCl+2Fe（OH）₃↓，
故答案為：3H₂O+2Fe+NaClO₃=NaCl+2Fe（OH）₃↓；
①3.60g草酸亞鐵晶體，物質(zhì)的量為0.2mol，過程I使其質(zhì)量減少3.60-2.88g=0.72g，恰好為0.4mol水的質(zhì)量，則過程Ⅰ發(fā)生的反應(yīng)是：草酸亞鐵晶體受熱失去結(jié)晶水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：FeC₂O₄•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeC₂O₄+2H₂O，
故答案為：FeC₂O₄•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeC₂O₄+2H₂O；
②草酸亞鐵晶體中的鐵元素質(zhì)量為：3.6g×$\frac{56}{180}$×100%=1.12g，草酸亞鐵晶體中的鐵元素完全轉(zhuǎn)化到氧化物中，
氧化物中氧元素的質(zhì)量為：1.60g-1.12g=0.48g，
鐵元素和氧元素的質(zhì)量比為：1.12g：0.48g=7：3，
設(shè)鐵的氧化物的化學(xué)式為Fe_xO_y，
則56x：16y=7：3，
x：y=2：3，
鐵的氧化物的化學(xué)式為Fe₂O₃，
故答案為：Fe₂O₃．

點(diǎn)評 本題考查較綜合，涉及元素周期表及元素周期律、氧化還原反應(yīng)計(jì)算及離子反應(yīng)、電解及電極反應(yīng)、物質(zhì)含量的測定及計(jì)算等，注重高頻考點(diǎn)的考查，把握反應(yīng)原理為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用、計(jì)算能力的考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．