Question

7．元素周期表中第 VIIA族元素的單質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構示意圖為．
（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）．
a．Cl₂、Br₂、I₂的熔點            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中反應的總化學方程式：NaCl+3H₂O=NaClO₃+3H₂
②II中反應過程能析出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．
（5）已知：將Cl₂通人適量KOH溶液，產物中可能有KC1、KClO、KC1O₃，且$\frac{c（C{l}^{-}）}{c（Cl{O}^{-}）}$ 的值與溫度高低有關．當n（KOH）=a mol時，下列有關說法正確的是①②③
①若某溫度下，反應后$\frac{c（Cl{O}^{-}）}{c（Cl{O}_{3}^{-}）}$=11，則溶液中且且$\frac{c（C{l}^{-}）}{c（Cl{O}^{-}）}$=$\frac{1}{2}$
②參加反應的氯氣的物質的量等于$\frac{1}{2}$a mol
③改變溫度，反應中轉移電子的物質的量ne的范圍：$\frac{1}{2}$a mol≤ne≤$\frac{5}{6}$a mol
④改變溫度，產物中KC1O₃的最大理論產量為$\frac{1}{7}$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)原子結構示意圖來回答；
（2）同一主族元素，元素的非金屬性越強，其氫化物的穩(wěn)定性越強、其最高價氧化物的水化物酸性越強、其單質的氧化性越強，據(jù)此判斷；
（3）①電解時，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為復分解反應，相同溫度下，溶解度小的物質先析出；
（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；
（5）①設n（ClO^-）=1mol，反應后$\frac{c（C{l}^{-}）}{c（Cl{O}^{-}）}$=11，則n（Cl^-）=11mol，根據(jù)電子轉移守恒計算n（ClO₃^-），據(jù)此計算判斷；
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氧化產物只有KClO₃時，轉移電子最多，氧化產物只有KClO時，轉移電子最少，根據(jù)電子轉移守恒及鉀離子守恒計算；
④氧化產物只有KClO₃時，其物質的量最大，結合③中計算判斷．

解答 解：（1）與氯元素同族的短周期元素是F元素，原子結構示意圖位：，故答案為：；
（2）a．Cl₂、Br₂、I₂的熔點與分子間作用力有關，與非金屬性無關，故a錯誤；
b．單質的氧化性越強，則非金屬性越強，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，則非金屬性越強，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的酸性強弱來判斷元素的非金屬性，故d錯誤；
故答案為：bc；
（3）①電解時，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，所以反應方程式為NaCl+3H₂O═NaClO₃+3H₂↑，
故答案為：NaCl+3H₂O=NaClO₃+3H₂；
②NaClO₃轉化為KClO₃，說明該反應中兩種物質相互交換離子生成鹽，為復分解反應，相同溫度下，溶解度小的物質先析出，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．
（5）①設n（ClO^-）=1mol，反應后$\frac{c（C{l}^{-}）}{c（Cl{O}^{-}）}$=11，則n（Cl^-）=11mol，電子轉移守恒，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），故參加反應的氯氣的物質的量為：n（Cl₂）=$\frac{1}{2}$n（KOH）=0.5a mol，故正確；
③氧化產物只有KClO₃時，轉移電子最多，根據(jù)電子轉移守恒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，轉移電子最大物質的量為：$\frac{1}{6}$a mol×5=$\frac{5}{6}$a mol，氧化產物只有KClO時，轉移電子最少，根據(jù)電子轉移守恒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，轉移電子最小物質的量=$\frac{1}{2}$a mol×1=$\frac{1}{2}$a mol，則反應中轉移電子的物質的量n_e的范圍為：$\frac{1}{2}$a mol≤n_e≤$\frac{5}{6}$a mol，故正確；
④氧化產物只有KClO₃時，其物質的量最大，由C中計算可知：n_最大（KClO₃）=$\frac{1}{6}$n（KOH）=$\frac{1}{6}$a mol，故錯誤；
故選①②③．

點評 本題考查較綜合，涉及同一周期中元素周期律與原子結構的關系、化學方程式的書寫、氧化還原反應計算等知識，注重高頻考點的考查，題目難度較大，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．