氯元素的单质及其化合物在生产生活中都很重要．回答下列问题:(1)与氯元素同族的短周期元素的原子结构示意图为．(2)与氯元素同周期的离子半径最小的元素的单质是Al.它的冶炼方法是电解法.冶炼时常加入冰晶石(Na3AlF6).作用是熔剂.电解时阳极材料要定期更换.原因是阳极石墨在高温下与阳极产生的氧气发生反应而消耗．(3)某烃在一定条� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

3．

氯元素的单质及其化合物在生产生活中都很重要．回答下列问题：
（1）与氯元素同族的短周期元素的原子结构示意图为

．
（2）与氯元素同周期的离子半径最小的元素的单质是Al，它的冶炼方法是电解法，冶炼时常加入冰晶石（Na₃AlF₆），作用是熔剂，电解时阳极材料要定期更换，原因是阳极石墨在高温下与阳极产生的氧气发生反应而消耗．
（3）某烃在一定条件下和氯气反应生成1，2-二氯-3，3-二甲基戊烷．
①如果该烃是烯烃，则可能的结构简式是CH₂=CH-C（CH₃）₂-CH₂CH₃，
②如果该烃是炔烃，则可能的结构简式是HC≡C-C（CH₃）₂-CH₂CH₃，
③该烃加氢后生成物的同分异构M的一氯代物有3种，则M的名称是2，4-二甲基戊烷．
（4）工业上，通过如下转化可制得KClO₃晶体：
NaCl溶液 $→_{Ⅰ}^{80℃电解}$ NaClO₃溶液 $→_{Ⅱ}^{室温KCl}$ KClO₃晶体
①完成Ⅰ中反应的总化学方程式：NaCl+3H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NaClO₃+3H₂↑．
②Ⅱ中转化的基本反应类型是复分解反应，该反应过程能析出KClO₃晶体而无其他晶体析出的原因是室温下，氯酸钾在水中的溶解度明显小于其他晶体．
（5）一定条件下，在水溶液中1mol Cl^-、ClO${\;}_{x}^{-}$（x=1，2，3，4）的能量（kJ）相对大小如图所示．
①D是ClO₄^-（填离子符号）．
②A+C→B反应的热化学方程式为3ClO^-（aq）═ClO₃^-（aq）+2Cl^-（aq）△H=-117kJ/mol （用离子符号表示）．

分析（1）与氯元素同族的短周期元素为F；
（2）与氯元素同周期的离子半径最小的元素的单质是铝，工业用电解氧化铝的方法冶炼铝，加入冰晶石可降低熔点；
（3）某烃在一定条件下和氯气反应生成1，2-二氯-3，3-二甲基戊烷，C=C或C≡C只能位于1、2C原子之间；
（4）①电解时，阳极上氯离子放电生成氯酸根离子、阴极上氢离子放电生成氢气；
②两种化合物相互交换成分生成另外的两种化合物的反应为复分解反应，相同温度下，溶解度小的物质先析出；
（5）一定条件下，在水溶液1 mol Cl^-、ClO_x^-（x=1，2，3，4，）的能量（kJ）相对大小如图所示．
①D中Cl元素化合价为+7价，据此判断x值；
②B→A+C，根据转移电子守恒得该反应方程式为3ClO^-=ClO₃^-+2Cl^-，反应热=（63kJ/mol+2×0kJ/mol）-3×60kJ/mol=-117kJ/mol．

解答解：（1）与Cl同一主族是短周期元素是F元素，F原子核外有2个电子层、最外层7个电子，其原子结构示意图为，故答案为：；
（2）与氯元素同周期的离子半径最小的元素的单质是铝，工业用电解氧化铝的方法冶炼铝，加入冰晶石可降低熔点，电解时阳极材料要定期更换，原因是阳极石墨在高温下与阳极产生的氧气发生反应而消耗，
故答案为：Al；熔剂；阳极石墨在高温下与阳极产生的氧气发生反应而消耗；
（3）某烃在一定条件下和氯气反应生成1，2-二氯-3，3-二甲基戊烷．
①如果该烃是烯烃，则可能的结构简式是CH₂=CH-C（CH₃）₂-CH₂CH₃，故答案为：CH₂=CH-C（CH₃）₂-CH₂CH₃；
②如果该烃是炔烃，则可能的结构简式是HC≡C-C（CH₃）₂-CH₂CH₃，故答案为：HC≡C-C（CH₃）₂-CH₂CH₃；
③该烃加氢后生成物的同分异构M的一氯代物有3种，应为CH₃CH（CH₃）CH₂CH（CH₃）CH₃，则M的名称是2，4-二甲基戊烷，故答案为：2，4-二甲基戊烷；
（4）①电解时，阳极上氯离子放电生成氯酸根离子、阴极上氢离子放电生成氢气，所以反应方程式为NaCl+3H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NaClO₃+3H₂↑，
故答案为：NaCl+3H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NaClO₃+3H₂↑；
②NaClO₃转化为KClO₃，说明该反应中两种物质相互交换离子生成盐，为复分解反应，相同温度下，溶解度小的物质先析出，室温下KClO₃在水中的溶解度明显小于其它晶体，所以先析出KClO₃；
故答案为：复分解反应；室温下，氯酸钾在水中的溶解度明显小于其他晶体；
（4）①根据图象知，D中Cl元素化合价为+7价，所以ClO_x^-中x为4，则D为ClO₄^-；
故答案为：ClO₄^-；
②B→A+C发生反应：3 ClO^-=ClO₃^-+2Cl^-，根据离子能量可知，反应热△H=53kJ/mol+2×0kJ/mol-3×60kJ/mol=-117kJ/mol，故反应热化学方程式为：3ClO^-（aq）═ClO₃^-（aq）+2Cl^-（aq）△H=-117kJ/mol，
故答案为：3ClO^-（aq）═ClO₃^-（aq）+2Cl^-（aq）△H=-117kJ/mol．

点评本题考查较综合，涉及原子结构、物质性质、元素周期律、盖斯定律的应用、电子式等知识点，同时考查学生分析问题、解答问题能力，知道金属性、非金属性强弱判断方法，题目难度中等．

练习册系列答案

14．

2009年12月7日至18日，气候变化峰会在丹麦首都哥本哈根召开，节能减排成为会议的重要议题．如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了各国的普遍重视．目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇．为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）．测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图所示．
（1）判断该反应达到平衡的标志是BC
A．CO₂和甲醇的浓度相等 B．CO₂的百分含量保持不变
C．容器内压强保持不变 D．容器内混合气体的密度保持不变
（2）从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）=0.225mol/（L•min），二氧化碳的转化率为75%．

11．

现有纯铁片、纯银片、纯铜片，稀硫酸、FeSO₄ 溶液、Fe₂（SO₄）₃溶液、大烧杯、导线若干，请运用原电池原理设计实验，验证Cu²⁺、Fe³⁺的氧化性强弱．
（1）写出电极反应式，负极：Cu-2e^-=Cu²⁺．正极：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺．
（2）请在如图方框中画出原电池的装置图，标出外电路电子流向（注明电极材料、电解质溶液，连成闭合回路）．
（3）Cu²⁺、Fe³⁺的氧化性由强到弱的顺序为：Fe³⁺＞Cu²⁺．
（4）该装置反应一段时间后，当溶液的质量增加3.2g时，通过导线的电子的物质的量是0.1mol．

18．下列说法正确的是（　　）

	A．	只要是氧化还原反应原理都可以设计成原电池
	B．	Cu+2H⁺═Cu²⁺+H₂↑在任何条件下都不能进行
	C．	金属的防护可以采取制成合金，改变内部结构的方法
	D．	现代潜艇的防腐是在潜艇底部贴锌板

8．在Na⁺的物质的量浓度为0.5mol•L^-1的某澄清溶液中，还可能含有如表中所示的若干种离子．

阳离子	K⁺、Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺
阴离子	NO₃^-、CO₃^2-、SiO₃^2-、SO₄^2-

取100mL该溶液进行如下实验（气体体积在标准状况下测定）：

序号	实验内容	实验结果
Ⅰ	想该溶液中加入足量稀盐酸	生成白色沉淀并在标准状况下放出0.56L气体
Ⅱ	将Ⅰ中产生的混合液过滤，将沉淀洗涤、灼烧至恒重，称量所得固体的质量	固体质量为2.4g
Ⅲ	向Ⅱ中所得的滤液中滴加BaCl₂溶液	无明显现象

请回答下列问题：
（1）由实验Ⅰ确定一定不存在的离子是Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺．
（2）实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓．
（3）通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算，填写表中阴离子的物质的量浓度（能计算出结果的填写计算结果，一定不存在的离子填“0”，不能确定是否存在的离子填“？”）

阴离子	NO₃^-	CO₃^2-	SiO₃^2-	SO₄^2-
c/mol•L^-1	？	0.25mol/L	0.4mol/L	0

（4）判断K⁺是否存在，若存在，求其最小浓度，若不存在，请说明理由：存在，其浓度至少为0.8mol/L．

15．下列离子方程式中书写正确的是（　　）

	A．	硫酸与氢氧化钡反应：Ba²⁺+OH^-+H⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓+H₂O
	B．	二氧化碳与足量的氢氧化钠反应：CO₂+2OH^-═CO₃^2-+H₂O
	C．	大理石与盐酸反应：CO₃^2-+2H⁺═H₂O+CO₂↑
	D．	铁与稀硫酸反应：2Fe+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂↑