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—

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．

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