Question

7．元素周期表中第 VIIA族元素的單質(zhì)及其化合物的用途廣泛．
（1）與氯元素同族的短周期元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為．
（2）能作為氯、溴、碘元素非金屬性（原子得電子能力）遞變規(guī)律的判斷依據(jù)是bc（填序號(hào)）．
a．Cl₂、Br₂、I₂的熔點(diǎn)            b． Cl₂、Br₂、I₂的氧化性
c．HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性     d． HCl、HBr、HI的酸性
（3）工業(yè)上，通過如下轉(zhuǎn)化可制得KClO₃晶體：NaCl溶液 $→_{I}^{80℃通電}$ NaClO₃溶液$→_{II}^{室溫KCl}$ KClO₃晶體
①完成 I中反應(yīng)的總化學(xué)方程式：NaCl+3H₂O=NaClO₃+3H₂
②II中反應(yīng)過程能析出KClO₃晶體而無其它晶體析出的原因是室溫下，氯酸鉀在水中的溶解度明顯小于其它晶體．
（4）KClO₃可用于實(shí)驗(yàn)室制O₂，若不加催化劑，400℃時(shí)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(gè)數(shù)比為1：1．寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：4KClO₃$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$KCl+3KClO₄．
（5）已知：將Cl₂通人適量KOH溶液，產(chǎn)物中可能有KC1、KClO、KC1O₃，且$\frac{c（C{l}^{-}）}{c（Cl{O}^{-}）}$ 的值與溫度高低有關(guān)．當(dāng)n（KOH）=a mol時(shí)，下列有關(guān)說法正確的是①②③
①若某溫度下，反應(yīng)后$\frac{c（Cl{O}^{-}）}{c（Cl{O}_{3}^{-}）}$=11，則溶液中且且$\frac{c（C{l}^{-}）}{c（Cl{O}^{-}）}$=$\frac{1}{2}$
②參加反應(yīng)的氯氣的物質(zhì)的量等于$\frac{1}{2}$a mol
③改變溫度，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量ne的范圍：$\frac{1}{2}$a mol≤ne≤$\frac{5}{6}$a mol
④改變溫度，產(chǎn)物中KC1O₃的最大理論產(chǎn)量為$\frac{1}{7}$a mol．

Answer 1

分析 （1）與氯元素同族的短周期元素是F元素，根據(jù)原子結(jié)構(gòu)示意圖來回答；
（2）同一主族元素，元素的非金屬性越強(qiáng)，其氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)、其最高價(jià)氧化物的水化物酸性越強(qiáng)、其單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，據(jù)此判斷；
（3）①電解時(shí)，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(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)，相同溫度下，溶解度小的物質(zhì)先析出；
（4）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(jià)變化判斷另一種無氧酸鹽名稱，最后根據(jù)化合價(jià)升降相等配平即可；
（5）①設(shè)n（ClO^-）=1mol，反應(yīng)后$\frac{c（C{l}^{-}）}{c（Cl{O}^{-}）}$=11，則n（Cl^-）=11mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算n（ClO₃^-），據(jù)此計(jì)算判斷；
②由Cl原子守恒可知，2n（Cl₂）=n（KCl）+n（KClO）+n（KClO₃），由鉀離子守恒可知n（KCl）+n（KClO）+n（KClO₃）=n（KOH）；
③氧化產(chǎn)物只有KClO₃時(shí)，轉(zhuǎn)移電子最多，氧化產(chǎn)物只有KClO時(shí)，轉(zhuǎn)移電子最少，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒及鉀離子守恒計(jì)算；
④氧化產(chǎn)物只有KClO₃時(shí)，其物質(zhì)的量最大，結(jié)合③中計(jì)算判斷．

解答 解：（1）與氯元素同族的短周期元素是F元素，原子結(jié)構(gòu)示意圖位：，故答案為：；
（2）a．Cl₂、Br₂、I₂的熔點(diǎn)與分子間作用力有關(guān)，與非金屬性無關(guān)，故a錯(cuò)誤；
b．單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，則非金屬性越強(qiáng)，可以根據(jù)Cl₂、Br₂、I₂的氧化性來判斷非金屬性，故b正確；
c．氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，則非金屬性越強(qiáng)，可以根據(jù)HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性來判斷非金屬性，故c正確；
d．不能根據(jù)HCl、HBr、HI的酸性強(qiáng)弱來判斷元素的非金屬性，故d錯(cuò)誤；
故答案為：bc；
（3）①電解時(shí)，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，所以反應(yīng)方程式為NaCl+3H₂O═NaClO₃+3H₂↑，
故答案為：NaCl+3H₂O=NaClO₃+3H₂；
②NaClO₃轉(zhuǎn)化為KClO₃，說明該反應(yīng)中兩種物質(zhì)相互交換離子生成鹽，為復(fù)分解反應(yīng)，相同溫度下，溶解度小的物質(zhì)先析出，室溫下KClO₃在水中的溶解度明顯小于其它晶體，所以先析出KClO₃，
故答案為：室溫下KClO₃在水中的溶解度明顯小于其它晶體；
（4）KClO₃可用于實(shí)驗(yàn)室制O₂，若不加催化劑，400℃時(shí)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(gè)數(shù)比為1：1，則該無氧酸為KCl，KCl中氯元素化合價(jià)為-1，說明氯酸鉀中氯元素化合價(jià)降低，則另一種含氧酸鹽中氯元素化合價(jià)會(huì)升高，由于氯酸鉀中氯元素化合價(jià)為+5，則氯元素化合價(jià)升高只能被氧化成高氯酸鉀，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)升降相等配平該反應(yīng)為：4KClO₃$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$KCl+3KClO₄，故答案為：4KClO₃$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$KCl+3KClO₄．
（5）①設(shè)n（ClO^-）=1mol，反應(yīng)后$\frac{c（C{l}^{-}）}{c（Cl{O}^{-}）}$=11，則n（Cl^-）=11mol，電子轉(zhuǎn)移守恒，5×n（ClO₃^-）+1×n（ClO^-）=1×n（Cl^-），即：5×n（ClO₃^-）+1×1mol=1×11mol，解得：n（ClO₃^-）=2mol，故溶液中$\frac{c（Cl{O}^{-}）}{c（Cl{{O}_{3}}^{-}）}$=$\frac{1}{2}$，故正確；
②由Cl原子守恒可知，2n（Cl₂）=n（KCl）+n（KClO）+n（KClO₃），由鉀離子守恒可知n（KCl）+n（KClO）+n（KClO₃）=n（KOH），故參加反應(yīng)的氯氣的物質(zhì)的量為：n（Cl₂）=$\frac{1}{2}$n（KOH）=0.5a mol，故正確；
③氧化產(chǎn)物只有KClO₃時(shí)，轉(zhuǎn)移電子最多，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒n（KCl）=5（KClO₃），由鉀離子守恒：n（KCl）+n（KClO₃）=n（KOH），故n（KClO₃）=$\frac{1}{6}$n（KOH）=$\frac{1}{6}$a mol，轉(zhuǎn)移電子最大物質(zhì)的量為：$\frac{1}{6}$a mol×5=$\frac{5}{6}$a mol，氧化產(chǎn)物只有KClO時(shí)，轉(zhuǎn)移電子最少，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒n（KCl）=n（KClO），根據(jù)鉀離子守恒：n（KCl）+n（KClO）=n（KOH），故：n（KClO）=$\frac{1}{2}$n（KOH）=$\frac{1}{2}$a mol，轉(zhuǎn)移電子最小物質(zhì)的量=$\frac{1}{2}$a mol×1=$\frac{1}{2}$a mol，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量n_e的范圍為：$\frac{1}{2}$a mol≤n_e≤$\frac{5}{6}$a mol，故正確；
④氧化產(chǎn)物只有KClO₃時(shí)，其物質(zhì)的量最大，由C中計(jì)算可知：n_最大（KClO₃）=$\frac{1}{6}$n（KOH）=$\frac{1}{6}$a mol，故錯(cuò)誤；
故選①②③．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合，涉及同一周期中元素周期律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系、化學(xué)方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)計(jì)算等知識(shí)，注重高頻考點(diǎn)的考查，題目難度較大，有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力．