Question

已知：①A、B、C、D四种物质均含有元素X，可能还含有元素Y或Z．元素Y、X、Z的原子序数依次递增且不超过20．②X在A、B、C、D中的化合价分别为0、-1、+1、+5．③室温下单质A与某种常见一元强碱溶液反应，可得到B和C．④化合物D在二氧化锰催化下受热分解，可制得元素Y的单质．请回答下列问题：
（1）写出元素X、Y、Z的元素符号：X：

Cl

，Y：

O

，Z

K

．
（2）写出A、B、C、D的化学式：A

Cl₂

，B

NaCl

，C

NaClO

，D

KClO₃

．
（3）画出Y原子的结构示意图

；写出③中反应的化学方程式

Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O

．
（4）写出④中反应的化学方程式

2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂ ↑

．实验室通过反应④制得元素Y的单质后，如何将产物分离并分别获得纯净物？写出实验步骤：
（5）制得元素Y的单质，若收集到标准状况下6.72LY单质气体，至少需要多少克化合物D？同时生成氯化物的物质的量为多少mol？（用涉及到的化学式写出计算步骤）

Answer 1

分析：（1）在二氧化锰催化下受热分解，可制得单质可知D为KClO₃，Y为O，，-1价的短周期元素且有变价的元素X为Cl，元素Y、X、Z的原子序数依次递增且不超过20，Z为K；
（2）Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，化合物D在二氧化锰催化下受热分解，可制得元素Y的单质可知D为KClO₃；
（3）根据氧原子结构示意图及Cl₂与NaOH反应方程式解题；
（4）KClO₃在二氧化锰催化下受热分解，将产物溶于水后过滤；
（5）根据方程式进行计算．

解答：解：（1）化合物D在二氧化锰催化下受热分解，可制得元素Y的单质可知D为KClO₃，Y为O，，X在A、B、C、D中的化合价分别为0、-1、+1、+5，-1价的短周期元素且有变价的元素X为Cl，元素Y、X、Z的原子序数依次递增且不超过20，Z为K，故答案为：Cl；O；K；
（2）单质A为Cl₂，Cl₂与某种常见一元强碱溶液反应，可得到BNaCl和CNaClO，化合物D在二氧化锰催化下受热分解，可制得元素Y的单质可知D为KClO₃，
故答案为：Cl₂ ；NaCl；NaClO；KClO₃；
（3）氧原子最外层6个电子，原子结构示意图为，Cl₂与NaOH反应生成NaCl，NaClO，H₂O；
故答案为：；Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
（4）KClO₃在二氧化锰催化下受热分解，将反应后的混合物溶于水后过滤，故答案为：2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂ ↑；
将反应后的混合物二氧化锰，KCl溶于水后过滤，二氧化锰不溶于水为滤渣，KCl可溶于水为滤液，对滤液蒸发结晶可得KCl；
（5）n_{（O2 ）}=

6.72L

22.4moL/L

=0.3moL，
设需要X克化合物KClO₃，同时生成氯化物的物质的量为Ymol
2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂ ↑
122.5g        2moL  3mol
   X           Y    0.3mol

122.5g

X

=

3moL

0.3moL

=

2moL

Y

解得：X=12.25g，Y=0.2mol，
答：需要12.25g化合物KClO₃，同时生成氯化物的物质的量为0.2mol．

点评：本题考查元素及化合物的推断，化学方程式的计算，难度适中．