Question

16．元素單質及其化合物有廣泛用途，請根據周期表中第三周期元素相關知識回答下列問題：
（1）按原子序數遞增的順序（稀有氣體除外），以下說法正確的是b．
a．原子半徑和離子半徑均減小              b．金屬性減弱，非金屬性增強
c．氧化物對應的水化物堿性減弱，酸性增強  d．單質的熔點降低
（2）原子最外層電子數與次外層電子數相同的元素名稱為氬，氧化性最弱的簡單陽離子是Na⁺．
（3）已知：

化合物	MgO	Al2O3	MgCl2	AlCl3
類型	離子化合物	離子化合物	離子化合物	共價化合物
熔點/℃	2800	2050	714	191

工業制鎂時，電解MgCl₂而不電解MgO的原因是MgO的熔點高，熔融時消耗更多能量，增加生產成本；
制鋁時，電解Al₂O₃而不電解AlCl₃的原因是氯化鋁是共價化合物，熔融態氯化鋁難導電．
（4）晶體硅（熔點1410℃）是良好的半導體材料．由粗硅制純硅過程如下：
Si（粗）$→_{460℃}^{Cl_{2}}$SiCl₄$\stackrel{蒸餾}{→}$SiCl₄（純）$→_{1100℃}^{H_{2}}$Si（純）
寫出SiCl₄的結構式：；
（5）P₂O₅是非氧化性干燥劑，下列氣體不能用濃硫酸干燥，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比為1：1．寫出該反應的化學方程式：4KClO₃$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$KCl+3KClO₄．

Answer 1

分析 （1）a．同一周期，隨著原子序數的增大，原子半徑逐漸減小，簡單離子半徑先減小后增大再減小；
b．同一周期元素，隨著原子序數的增大，元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強；
c．元素的金屬性越強，其最高價氧化物的水化物堿性越強，元素的非金屬性越強，其最高價氧化物的水化物酸性越強；
d．同一周期元素，其單質的熔點先增大后減小；
（2）第三周期中，次外層電子數為8，原子最外層電子書與次外層電子數相同，則該元素為氬；第三周期中簡單陽離子為鈉離子、鎂離子和鋁離子，金屬的還原性越強，對應離子的氧化性越弱；
（3）根據表中金屬化合物的熔點高低、化合物類型進行分析；
（4）四氯化硅為共價化合物，氯原子和硅原子都達到8個電子，四氯化硅的電子式為：，然后寫出結構式；
（5）濃硫酸具有強氧化性、酸性，P₂O₅是非氧化性干燥劑，然后結合各選項中氣體的性質進行判斷；
（6）根據題干信息判斷該無氧酸鹽為氯化鉀，再根據化合價變化判斷另一種無氧酸鹽名稱，最后根據化合價升降相等配平即可．

解答 解：（1）a．第三周期中，隨著原子序數的遞增，原子半徑逐漸減小，而離子半徑需要根據陰陽離子進行討論，陽離子只有2個電子層，隨著核電荷數在增大，半徑逐漸減小，而陰離子有3個電子層，隨著核電荷數的增加逐漸減小，但是陰離子半徑整體大于陽離子半徑，從陽離子到陰離子，半徑在增大，故a錯誤；
b．同一周期中，隨著核電荷數的遞增，元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強，故b正確；
c．元素的金屬性越強，其最高價氧化物的水化物堿性越強，元素的非金屬性越強，其最高價氧化物的水化物酸性越強，所以其最高價氧化物的水化物堿性減弱、酸性增強，故c錯誤；
d．同一周期元素，其單質的熔點先增大后減小，Si的熔點最高，故d錯誤；
故答案為：b；
（2）原子最外層電子書與次外層電子數相同，而第三周期中次外層電子為8，該元素原子結構示意圖為，則該元素為氬；金屬的還原性越強，對應離子的氧化性越弱，所以第三周期中氧化性最弱的為Na⁺，
故答案為：氬；Na⁺；
（3）由于氧化鎂的熔點遠遠大于氯化鎂的熔點，熔融時消耗更多能量，增加生成成本，所以工業制鎂時，采用電解MgCl₂而不電解MgO；
由于氯化鋁為共價化合物，熔融狀態下氯化鋁難導電，制鍋時電解Al₂O₃而不電解AlCl₃，
故答案為：MgO的熔點高，熔融時消耗更多能量，增加生產成本；氯化鋁是共價化合物，熔融態氯化鋁難導電；
（4）四氯化硅為共價化合物，氯原子和硅原子都達到8個電子，四氯化硅的電子式為：，化學式中存在4個硅氯鍵，結構式為：；
故答案為：；
（5）濃硫酸具有強氧化性、酸性，不能干燥具有還原性、堿性的氣體，所以選項中不能用濃硫酸干燥的為a．NH₃ b．HI，而P₂O₅是非氧化性干燥劑，不能干燥堿性氣體，可以干燥碘化氫，所以b正確，
故答案為：b；
（6）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．

點評 本題考查比較綜合，涉及同一周期中元素周期律與原子結構的關系、熱化學方程式的書寫、化學方程式的書寫等知識，題目難度較大，充分考查了學生對所學知識的掌握情況，有利于培養學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力．