Question

我國(guó)鉀長(zhǎng)石（KAlSi₃O₈）的資源比較豐富．一定溫度范圍內(nèi)用氯化鈉熔浸鉀長(zhǎng)石（主要成份為KAlSi₃O₈）可制得氯化鉀，主要反應(yīng)是：NaCl（l）+KAlSi₃O₈（s）?KCl（l）+NaAlSi₃O₈（s）．
（1）上述反應(yīng)涉及的第三周期元素中，離子半徑最小的是

 

（用元素符號(hào)表示）．Cl原子與Si原子可以形成的五核分子，其化學(xué)鍵鍵長(zhǎng)和鍵角都相等，則該物質(zhì)為

 

分子（填“極性”或“非極性”），該分子的電子式為

 

．
（2）不能用于比較Na與Al金屬性相對(duì)強(qiáng)弱的事實(shí)是

 

．
A．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性         B．Na和Al的熔點(diǎn)高低
C．單質(zhì)與H₂O反應(yīng)的難易程度             D．比較同濃度NaCl和AlCl₃的pH值
（3）上述元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物中，有一種既能與強(qiáng)酸又能與強(qiáng)堿反應(yīng)，其原因在于：

 

（用電離方程式表示）．
（4）鉀長(zhǎng)石和燒堿在熔融狀態(tài)下反應(yīng)可得到兩種正鹽，向所得的正鹽中加入過(guò)量稀鹽酸，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式分別是：

 

、

 

．
（5）制取粗硅的過(guò)程中，SiO是反應(yīng)中間產(chǎn)物，隔絕空氣時(shí)SiO和NaOH溶液反應(yīng)（產(chǎn)物之一是硅酸鈉）的化學(xué)方程式

 

．
（6）為研究上述反應(yīng)中鉀元素的熔出率（液體中鉀元素的質(zhì)量占全部鉀元素質(zhì)量的百分率）與溫度的關(guān)系，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（氯化鈉與鉀長(zhǎng)石投料的質(zhì)量比為2：1），獲得如下數(shù)據(jù)：

時(shí)間（h） 鉀元素 溫度  熔出率	1.5	2.5	3.0	3.5	4.0
830℃	0.481	0.575	0.626	0.669	0.685
890℃	0.579	0.691	0.694	0.699	0.699
950℃	0.669	0.714	0.714	0.714	0.714

①分析數(shù)據(jù)可以得出，該制備氯化鉀的反應(yīng)是

 

（填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)．
②計(jì)算890℃時(shí)，氯化鈉的平衡轉(zhuǎn)化率

 

（式量：KAlSi₃O₈-278  NaAlSi₃O₈-262，保留3位小數(shù)）．

Answer 1

考點(diǎn)：元素周期表的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用,化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算,元素周期律的作用,含硅礦物及材料的應(yīng)用

專題：計(jì)算題,元素周期律與元素周期表專題

分析：（1）涉及短周期元素有Na、Al、Si、Cl，離子半徑最小的為Al，分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱時(shí)為非極性分子；
（2）比較金屬性強(qiáng)弱，可根據(jù)對(duì)應(yīng)的最高價(jià)氧化物的水化物的堿性、金屬與酸、水反應(yīng)的劇烈程度等角度進(jìn)行判斷；
（3）能與強(qiáng)酸又能與強(qiáng)堿反應(yīng)為氫氧化鋁，為兩性氫氧化物；
（4）鉀長(zhǎng)石和燒堿在熔融狀態(tài)下反應(yīng)可得到兩種正鹽，為偏鋁酸鹽和硅酸鹽；
（5）SiO和NaOH溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和氫氣；
（6）①由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高鉀元素的熔出率，說(shuō)明升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
②根據(jù)鉀長(zhǎng)石和氯化鈉的質(zhì)量、鉀的熔出率及鉀長(zhǎng)石和氯化鈉之間的關(guān)系式計(jì)算氯化鈉的轉(zhuǎn)化率．

解答： 解：（1）涉及短周期元素有Na、Al、Si、Cl，陰離子有3個(gè)電子層，陽(yáng)離子有2個(gè)電子層，原子序數(shù)大的離子半徑小，則離子半徑最小的為Al，Cl原子與Si原子可以形成的五核分子，其化學(xué)鍵長(zhǎng)和鍵角都相等，分子為正四面體結(jié)構(gòu)，為非極性分子，其電子式為，
故答案為：Al；非極性；；
（2）比較金屬性強(qiáng)弱，可根據(jù)對(duì)應(yīng)的最高價(jià)氧化物的水化物的堿性、金屬與酸、水反應(yīng)的劇烈程度等角度，而熔點(diǎn)與金屬性無(wú)關(guān)，不能用于比較金屬性強(qiáng)弱，
故答案為：B；
（3）能與強(qiáng)酸又能與強(qiáng)堿反應(yīng)為氫氧化鋁，為兩性氫氧化物，可發(fā)生酸式電離和堿式電離，為H⁺+AlO₂^-+H₂O?Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-，
故答案為：H⁺+AlO₂^-+H₂O?Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-；
（4）鉀長(zhǎng)石和燒堿在熔融狀態(tài)下反應(yīng)可得到兩種正鹽，為偏鋁酸鹽和硅酸鹽，均與鹽酸反應(yīng)，離子反應(yīng)分別為4H⁺+AlO₂^-=Al³⁺+2H₂O、2H⁺+SiO₃^2-=H₂SiO₃↓，
故答案為：4H⁺+AlO₂^-=Al³⁺+2H₂O；2H⁺+SiO₃^2-=H₂SiO₃↓；
（5）SiO和NaOH溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和氫氣，該反應(yīng)為SiO+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂↑，故答案為：SiO+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂↑；
（6））①由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高鉀元素的熔出率，說(shuō)明升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故答案為：吸熱；
②890℃時(shí)，當(dāng)浸出率為3.5時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，氯化鈉與鉀長(zhǎng)石投料的質(zhì)量比為2：1，設(shè)鉀長(zhǎng)石的質(zhì)量為278g，其物質(zhì)的量為1mol，則氯化鈉的質(zhì)量為556g，當(dāng)平衡時(shí)，鉀元素的熔出率為0.669，則鉀長(zhǎng)石反應(yīng)的物質(zhì)的量為0.669mol，
根據(jù)NaCl（l）----KAlSi₃O₈知，氯化鈉反應(yīng)的物質(zhì)的量也是0.669mol，其轉(zhuǎn)化率為

0.699mol×58.5g/mol

556g

=0.074（或7.4%），故答案為：0.074（或7.4%）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及元素周期律、離子濃度大小比較，鹽水水解的應(yīng)用等知識(shí)，為高頻考點(diǎn)，題目設(shè)置貼近高考，難度適中，注意相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的積累，（6）中計(jì)算為解答的難點(diǎn)．