题目内容

16.氯及其化合物在生产,生活中有着广泛的用途,回答下列问题:
(1)砹是氯的同族元素,比氯多3个电子层,砹在周期表中的位置为六周期,第ⅤⅡA族,HAt的稳定性比HCl弱(填“强”或“弱”).
(2)Cl2与NaOH溶液反应受温度影响较大,如果温度过低,会生成NaClO;温度过高,会生成NaClO3,若NaOH溶液和氯气反应时所得溶液中ClO-与ClO3-的物质的量之比为1:1,则该反应的离子方程式为4Cl2+8OH-=6Cl-+ClO-+ClO3-+4H2O.
(3)工业上采用电解饱和食盐水的方法制取Cl2,其化学方程式为2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑,在一定条件下将Cl2通入NaOH溶液中可制的漂白液,漂白液的有效成分为NaClO(填化学式).家庭使用漂白液时,不宜直接接触该铁制品,否则铁制品将发生电化学腐蚀,其中正极的电极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-.
(4)如果在NaCl溶液中加入混有少量NaClO3,可加入一定量的铁屑并加热除去,反应的化学方程式为3H2O+2Fe+NaClO3=NaCl+2Fe(OH)3↓,得到的铁的化合物经一系列转化可以得到草酸亚铁晶体(FeC2O4•2H2O),称取3.60g草酸亚铁晶体(相对分子质量为180),用热重法对其进行热分解,得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示:
①分析图中数据,根据信息写出过程Ⅰ发生反应的化学方程式FeC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeC2O4+2H2O.
②300℃时剩余固体只有一种切实铁的氧化物,试通过计算确定该氧化物的化学式Fe2O3.

分析 (1)砹是氯的同族元素,均为第ⅤⅡA元素,Cl位于第三周期,非金属性Cl>At,非金属性越强,氢化物越稳定;
(2)若NaOH溶液和氯气反应时所得溶液中ClO-与ClO3-的物质的量之比为1:1,失去电子为1×(1-0)+1×(5-0)=6,则得到电子为6,即Cl-、ClO-、ClO3-的物质的量之比为6:1:1;
(3)电解NaCl溶液反应生成氢气、氯气和NaOH;Cl2通入NaOH溶液中可制的漂白液,其有效成分为NaClO,碱性条件下铁制品将发生电化学腐蚀,正极上氧气得到电子;
(4)Fe与NaClO3发生氧化还原反应;
①过程I使其质量减少3.60-2.88g=0.72g,恰好为0.4mol水的质量;
②由元素守恒计算氧化物中Fe元素的质量,再利用原子个数比确定化学式.

解答 解:(1)砹是氯的同族元素,均为第ⅤⅡA元素,Cl位于第三周期,At比氯多3个电子层,砹在周期表中的位置为第六周期第ⅤⅡA族,非金属性Cl>At,非金属性越强,氢化物越稳定,可知HAt的稳定性比HCl弱,
故答案为:六;ⅤⅡA;弱;
(2)若NaOH溶液和氯气反应时所得溶液中ClO-与ClO3-的物质的量之比为1:1,失去电子为1×(1-0)+1×(5-0)=6,则得到电子为6,即Cl-、ClO-、ClO3-的物质的量之比为6:1:1,离子反应为4Cl2+8OH-=6Cl-+ClO-+ClO3-+4H2O,
故答案为:4Cl2+8OH-=6Cl-+ClO-+ClO3-+4H2O;
(3)电解NaCl溶液反应生成氢气、氯气和NaOH,反应为2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑;Cl2通入NaOH溶液中可制的漂白液,其有效成分为NaClO,碱性条件下铁制品将发生电化学腐蚀,正极上氧气得到电子,正极反应为2H2O+O2+4e-=4OH-,
故答案为:2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑;NaClO;2H2O+O2+4e-=4OH-;
(4)加入过量铁屑的目的是将NaClO3完全转化为NaCl,加入铁屑时发生反应的化学方程式为3H2O+2Fe+NaClO3=NaCl+2Fe(OH)3↓,
故答案为:3H2O+2Fe+NaClO3=NaCl+2Fe(OH)3↓;
①3.60g草酸亚铁晶体,物质的量为0.2mol,过程I使其质量减少3.60-2.88g=0.72g,恰好为0.4mol水的质量,则过程Ⅰ发生的反应是:草酸亚铁晶体受热失去结晶水,反应的化学方程式为:FeC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeC2O4+2H2O,
故答案为:FeC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeC2O4+2H2O;
②草酸亚铁晶体中的铁元素质量为:3.6g×$\frac{56}{180}$×100%=1.12g,草酸亚铁晶体中的铁元素完全转化到氧化物中,
氧化物中氧元素的质量为:1.60g-1.12g=0.48g,
铁元素和氧元素的质量比为:1.12g:0.48g=7:3,
设铁的氧化物的化学式为FexOy,
则56x:16y=7:3,
x:y=2:3,
铁的氧化物的化学式为Fe2O3,
故答案为:Fe2O3.

点评 本题考查较综合,涉及元素周期表及元素周期律、氧化还原反应计算及离子反应、电解及电极反应、物质含量的测定及计算等,注重高频考点的考查,把握反应原理为解答的关键,侧重分析与应用、计算能力的考查,综合性较强,题目难度中等.

练习册系列答案
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7.四种常见元素的性质或结构信息如下表,试根据信息回答有关问题.
元素ABCD
性质
结构
信息
基态原子核外有两个电子层,最外层有3个未成对的电子基态原子的M层有1对成对的p电子基态原子核外电子排布为[Ar]3d104sx,有+1、+2两种常见化合价有两种常见氧化物,其中有一种是冶金工业常用的还原剂
(1)写出C原子的基态电子排布式[Ar]3d104s1.D中成对电子数与未成对电子数之比为2:1.
(2)A元素的氢化物的沸点比同主族相邻元素氢化物沸点高(填“高”或“低”),其原因氨气分子之间存在氢键.
(3)D元素最高价氧化物的熔点比同主族相邻元素最高价氧化物的熔点低(填“高”或“低”),其原因是CO2为分子晶体,SiO2是原子晶体.
(4)往C元素的硫酸盐溶液中逐滴加入过量A元素的氢化物水溶液,可生成的配合物的化学式为[Cu(NH3)4]SO4,该配合物中存在的化学键类型是ABD.(填字母)
A、离子键  B、共价键  C、金属键  D、配位键  E、分子间作用力
(5)下列分子结构图中的“●”表示上述相关元素的原子中除去最外层电子的剩余部分,“O”表示氢原子,小黑点“•”表示没有形成共价键的最外层电子,短线表示共价键.

则在以上分子中,中心原子采用sp3杂化的是①③④;属于极性分子的是①④.(以上均填写序号).在②的分子中有3个σ键和2个π键.
11.向体积为2L的固定密闭容器中通入3mol X气体,在一定温度下发生如下反应:2X(g)?Y(g)+3Z(g)
(1)经5min后反应达到平衡,此时测得容器内的压强为起始时的1.2倍,则用Y表示的速率为0.03mol•L-1•min-1.
(2)若上述反应在甲、乙、丙、丁四个同样的密闭容器中进行,在同一段时间内测得容器内的反应速率分别为甲:v(X)=3.5mol•L-1•min-1;乙:v(Y)=2mol•L-1•min-1;丙:v(Z)=4.5mol•L-1•min-1;丁:v (X)=0.075mol•L-1•s-1.若其他条件相同,温度不同,则温度由高到低的顺序是(填序号)丁>乙>甲>丙.
(3)若向达到(1)的平衡体系中充入氮气,则平衡不(填“向左”“向右”或“不”)移动;若从达到(1)的平衡体系中移走部分Y气体,则平衡向右(填“向左”“向右”或“不”)移动.
(4)若在相同条件下向达到(1)所述的平衡体系中再充入0.5molX气体,则平衡后X的转化率与(1)的平衡中X的转化率相比较D
A.无法确定
B.前者一定大于后者
C.前者一定等于后者
D.前者一定小于后者
(5)若保持温度和压强不变,起始时加入X、Y、Z物质的量分别为a mol、b mol、c mol,达到平衡时仍与(1)的平衡等效,则:a、b、c应该满足的关系为c=3b,a≥0.
(6)若保持温度和体积不变,起始时加入X、Y、Z物质的量分别为a mol、b mol、c mol,达到平衡时仍与(1)的平衡等效,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围应该为0.9<c≤4.5.

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