Question

16．元素单质及其化合物有广泛用途，请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题：
（1）按原子序数递增的顺序（稀有气体除外），以下说法正确的是b．
a．原子半径和离子半径均减小              b．金属性减弱，非金属性增强
c．氧化物对应的水化物碱性减弱，酸性增强  d．单质的熔点降低
（2）原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为氩，氧化性最弱的简单阳离子是Na⁺．
（3）已知：

化合物	MgO	Al2O3	MgCl2	AlCl3
类型	离子化合物	离子化合物	离子化合物	共价化合物
熔点/℃	2800	2050	714	191

工业制镁时，电解MgCl₂而不电解MgO的原因是MgO的熔点高，熔融时消耗更多能量，增加生产成本；
制铝时，电解Al₂O₃而不电解AlCl₃的原因是氯化铝是共价化合物，熔融态氯化铝难导电．
（4）晶体硅（熔点1410℃）是良好的半导体材料．由粗硅制纯硅过程如下：
Si（粗）$→_{460℃}^{Cl_{2}}$SiCl₄$\stackrel{蒸馏}{→}$SiCl₄（纯）$→_{1100℃}^{H_{2}}$Si（纯）
写出SiCl₄的结构式：；
（5）P₂O₅是非氧化性干燥剂，下列气体不能用浓硫酸干燥，可用P₂O₅干燥的是b．
a．NH₃  　b．HI  c．SO₂  d．CO₂
（6）KClO₃可用于实验室制O₂，若不加催化剂，400℃时分解只生成两种盐，其中一种是无氧酸盐，另一种盐的阴阳离子个数比为1：1．写出该反应的化学方程式：4KClO₃$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$KCl+3KClO₄．

Answer 1

分析 （1）a．同一周期，随着原子序数的增大，原子半径逐渐减小，简单离子半径先减小后增大再减小；
b．同一周期元素，随着原子序数的增大，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强；
c．元素的金属性越强，其最高价氧化物的水化物碱性越强，元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强；
d．同一周期元素，其单质的熔点先增大后减小；
（2）第三周期中，次外层电子数为8，原子最外层电子书与次外层电子数相同，则该元素为氩；第三周期中简单阳离子为钠离子、镁离子和铝离子，金属的还原性越强，对应离子的氧化性越弱；
（3）根据表中金属化合物的熔点高低、化合物类型进行分析；
（4）四氯化硅为共价化合物，氯原子和硅原子都达到8个电子，四氯化硅的电子式为：，然后写出结构式；
（5）浓硫酸具有强氧化性、酸性，P₂O₅是非氧化性干燥剂，然后结合各选项中气体的性质进行判断；
（6）根据题干信息判断该无氧酸盐为氯化钾，再根据化合价变化判断另一种无氧酸盐名称，最后根据化合价升降相等配平即可．

解答 解：（1）a．第三周期中，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，而离子半径需要根据阴阳离子进行讨论，阳离子只有2个电子层，随着核电荷数在增大，半径逐渐减小，而阴离子有3个电子层，随着核电荷数的增加逐渐减小，但是阴离子半径整体大于阳离子半径，从阳离子到阴离子，半径在增大，故a错误；
b．同一周期中，随着核电荷数的递增，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，故b正确；
c．元素的金属性越强，其最高价氧化物的水化物碱性越强，元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，所以其最高价氧化物的水化物碱性减弱、酸性增强，故c错误；
d．同一周期元素，其单质的熔点先增大后减小，Si的熔点最高，故d错误；
故答案为：b；
（2）原子最外层电子书与次外层电子数相同，而第三周期中次外层电子为8，该元素原子结构示意图为，则该元素为氩；金属的还原性越强，对应离子的氧化性越弱，所以第三周期中氧化性最弱的为Na⁺，
故答案为：氩；Na⁺；
（3）由于氧化镁的熔点远远大于氯化镁的熔点，熔融时消耗更多能量，增加生成成本，所以工业制镁时，采用电解MgCl₂而不电解MgO；
由于氯化铝为共价化合物，熔融状态下氯化铝难导电，制锅时电解Al₂O₃而不电解AlCl₃，
故答案为：MgO的熔点高，熔融时消耗更多能量，增加生产成本；氯化铝是共价化合物，熔融态氯化铝难导电；
（4）四氯化硅为共价化合物，氯原子和硅原子都达到8个电子，四氯化硅的电子式为：，化学式中存在4个硅氯键，结构式为：；
故答案为：；
（5）浓硫酸具有强氧化性、酸性，不能干燥具有还原性、碱性的气体，所以选项中不能用浓硫酸干燥的为a．NH₃ b．HI，而P₂O₅是非氧化性干燥剂，不能干燥碱性气体，可以干燥碘化氢，所以b正确，
故答案为：b；
（6）KClO₃可用于实验室制O₂，若不加催化剂，400℃时分解只生成两种盐，其中一种是无氧酸盐，另一种盐的阴阳离子个数比为1：1，则该无氧酸为KCl，KCl中氯元素化合价为-1，说明氯酸钾中氯元素化合价降低，则另一种含氧酸盐中氯元素化合价会升高，由于氯酸钾中氯元素化合价为+5，则氯元素化合价升高只能被氧化成高氯酸钾，根据氧化还原反应中化合价升降相等配平该反应为：4KClO₃$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$KCl+3KClO₄，故答案为：4KClO₃$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$KCl+3KClO₄．

点评 本题考查比较综合，涉及同一周期中元素周期律与原子结构的关系、热化学方程式的书写、化学方程式的书写等知识，题目难度较大，充分考查了学生对所学知识的掌握情况，有利于培养学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．