Question

20．一定溫度范圍內(nèi)用氯化鈉熔浸鉀長石（主要成份為KAlSi₃O₈）可制得氯化鉀，主要反應是：NaCl（l）+KAlSi₃O₈（s）?KCl（l）+NaAlSi₃O₈（s）
完成下列填空：
（1）上述反應涉及的第三周期元素中，離子半徑最小的是Al³⁺；Cl原子與Si原子可構成有5個原子核的分子，其分子的空間構型為正四面體．
（2）用最詳盡描述核外電子運動狀態(tài)的方式，表示氧離子核外電子的運動狀態(tài)．
（3）Na和O₂反應形成Na₂O和Na₂O₂的混合物，陰陽離子的個數(shù)比為1：2；NaAlSi₃O₈改寫成氧化物形式是Na₂O•Al₂O₃•6SiO₂．
（4）某興趣小組為研究上述反應中鉀元素的熔出率（液體中鉀元素的質(zhì)量占樣品質(zhì)量分數(shù)）與溫度的關系，進行實驗（保持其它條件不變），獲得如下數(shù)據(jù)：

時間/h 熔出率 溫度	1.5	2.5	3.0	3.5	4.0
800℃	0.054	0.091	0.127	0.149	0.165
830℃	0.481	0.575	0.626	0.669	0.685
860℃	0.515	0.624	0.671	0.690	0.689
950℃	0.669	0.711	0.713	0.714	0.714

分析數(shù)據(jù)可以得出，氯化鈉熔浸鉀長石是吸熱反應（填“放熱”或“吸熱”）；在950℃時，欲提高熔出鉀的速率可以采取的一種措施是充分攪拌，將鉀長石粉碎成更小的顆粒．
（5）Na（l）+KCl（l）?NaCl（l）+K（g）是工業(yè)上冶煉金屬鉀常用的方法，該方法可行的原因是根據(jù)勒夏特列原理，將鉀蒸氣分離出來（降低了產(chǎn)物的濃度），化學平衡向正反應方向移動．
（6）鋁可用于冶煉難熔金屬，利用鋁的親氧性，還可用于制取耐高溫的金屬陶瓷．例如將鋁粉、石墨和二氧化鈦按一定比例混合均勻，涂在金屬表面上，然后在高溫下煅燒，可在金屬表面形成耐高溫的涂層TiC，該反應的化學方程式為4Al+3TiO₂+3C $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Al₂O₃+3TiC．

Answer 1

分析 （1）電子層結構相同的離子，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，離子電子層越多離子半徑越大；Cl原子與Si原子可構成有5個原子核的分子為SiCl₄；
（2）核外電子軌道排布圖可以詳盡描述核外電子運動狀態(tài)的方式；
（3）Na₂O和Na₂O₂的陰陽離子數(shù)目之比均為1：2；硅酸鹽的氧化物表示方法：先寫活潑金屬氧化物，然后是不活潑的金屬氧化物，再是非金屬氧化物二氧化硅，最后是水，注意元素原子比例關系不變；
（4）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高鉀元素的熔出率，說明升高溫度，平衡向正反應方向移動，該轉化過程沒有氣體參與，應使反應物充分接觸提高反應速率；
（5）根據(jù)勒夏特列原理分析；
（6）鋁粉、石墨和二氧化鈦按一定比例混合均勻，在高溫下煅燒形成耐高溫的涂層TiC，由元素守恒開還生成氧化鋁．

解答 解：（1）電子層結構相同的離子，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，離子電子層越多離子半徑越大，故Cl^-＞Na⁺＞Al³⁺；Cl原子與Si原子可構成有5個原子核的分子為SiCl₄，Si形成4個Si-Cl鍵，沒有孤對電子，硅為正四面體構型，
故答案為：Al³⁺；正四面體；
（2）用最詳盡描述核外電子運動狀態(tài)的方式，表示氧離子核外電子的運動狀態(tài)：，
故答案為：；
（3）Na₂O和Na₂O₂的陰陽離子數(shù)目之比均為1：2，故二者混合物中陰陽離子數(shù)目之比為1：2；
NaAlSi₃O₈改寫成氧化物形式是Na₂O•Al₂O₃•6SiO₂，
故答案為：1：2；Na₂O•Al₂O₃•6SiO₂；
（4）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高鉀元素的熔出率越高，說明升高溫度，平衡向正反應方向移動，升高溫度平衡向吸熱方向移動，故正反應為吸熱反應，
該轉化過程沒有氣體參與，使反應物充分接觸可以提高反應速率，可以充分攪拌，將鉀長石粉碎成更小的顆粒，
故答案為：吸熱；充分攪拌，將鉀長石粉碎成更小的顆粒；
（5）根據(jù)勒夏特列原理，將鉀蒸氣分離出來（降低了產(chǎn)物的濃度），化學平衡向正反應方向移動，
故答案為：根據(jù)勒夏特列原理，將鉀蒸氣分離出來（降低了產(chǎn)物的濃度），化學平衡向正反應方向移動；
（6）鋁粉、石墨和二氧化鈦按一定比例混合均勻，在高溫下煅燒形成耐高溫的涂層TiC，由元素守恒開還生成氧化鋁，反應方程式為：4Al+3TiO₂+3C $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Al₂O₃+3TiC，
故答案為：4Al+3TiO₂+3C $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Al₂O₃+3TiC．

點評 本題考查核外電子排布、微粒半徑比較、空間構型判斷、化學平衡影響因素、陌生方程式書寫、對信息獲取能力等，難度中等，是對所學知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎與運用知識分析解決問題的能力．