Question

15．C、O、Si、Cl、Na、Fe是中学化学中常见的六种元素．
（1）Si位于元素周期表第三周期第ⅣA族，Fe²⁺的离子结构示意图为，Cl的基态原子外围电子层排布式为3s²3p⁵；
（2）用“＞”或“＜”填空：

第一电离能	键能	沸点
O＞Na	H-Cl＞H-Si	CO2＜H2O

（3）氯的一种常见含氧酸有漂白性，它与H₂CO₃酸性强弱不同，写出可以证明此结论一个化学方程式Ca（ClO）₂+CO₂+H₂O═CaCO₃+2HClO；
（4）黄绿色气体二氧化氯（ClO₂）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂．工业上常利用氯酸钠和浓盐酸来制备ClO₂，同时还得到一种黄绿色的气体单质、一种无色液体和一种常见离子化合物．写出该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：；
（5）Ti倍称为继铁铝之后“21世纪”金属，应用前景很广．钛铁矿（FeTiO₃）可被一氯化碳还原为铁和TiO₂固体．在25℃、101KPa下，已知煤消耗7克CO，吸收aKJ热量，该反应的热化学方程式为FeTiO₃（s）+CO（g）=TiO₂（s）+Fe（s）+CO₂（g））△H=+4aKJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）根据Si为14号元素，核外电子排布为2，8，4，根据电子层数=周期数，最外层电子数=主族数判断位置，铁原子为26号元素，则Fe²⁺的离子核外有24个电子，根据构造原理每一层上的电子数为2、8、14据此书写，Cl为17号元素，其基态原子外围电子层排布式即为最外层电子排布式；
（2）同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第IIA族元素大于第IIIA族元素，第VA族元素大于第VIA族元素；
键能与键长成反比，键长与半径成正比，据此分析；
分子晶体的熔沸点与是否存在氢键有关，存在氢键的熔沸点一般较高；
（3）根据漂白粉放空气中会转化成碳酸钙结合强酸制弱酸分析；
（4）根据题干信息，氯酸钠氧化浓盐酸生成氯化钠、氯气、二氧化氯、水；
（5）由钛铁矿（FeTiO₃）可被一氯化碳还原为铁和TiO₂固体，则方程式为FeTiO₃+CO=TiO₂+Fe+CO₂，又已知消耗7克CO，吸收aKJ热量，所以消耗28克即1molCO，吸收4aKJ热量，据此书写热化学方程式．

解答 解：（1）Si为14号元素，核外电子排布为2、8、4，则电子层数=周期数，最外层电子数=主族数，所以硅在第三周期第ⅣA族；铁原子为26号元素，则Fe²⁺的离子核外有24个电子，根据构造原理每一层上的电子数为2、8、14，则Fe²⁺的离子结构示意图为；Cl为17号元素，其基态原子外围电子层排布式即为最外层电子排布式3s²3p⁵；故答案为：三；ⅣA；；3s²3p⁵；

（2）同一周期中，元素的第一电离能是指失去第一个电子的难易程度，氧属于第二周期，而钠属于第三周期，且钠最外层只有1个电子很容易失去，氧最外层有6个电子很难失去，所以第一电离能：O＞Na；
键能与键长成反比，键长与半径成正比，又Cl的半径比硅小，所以H-Cl的键长比H-Si短，则H-Cl的键能比H-Si大；
分子晶体的熔沸点与是否存在氢键有关，存在氢键的熔沸点一般较高，又水分子间存在氢键，所以熔沸点：CO₂＜H₂O；故答案为：＞；＞；＜；
（3）漂白粉中的次氯酸钙与空气中的二氧化碳及水发生反应，生成碳酸钙和次氯酸反应的化学方程式为：Ca（ClO）₂+CO₂+H₂O═CaCO₃+2HClO，根据强酸制弱酸，则此方程式可以说明碳酸酸性比次氯酸强；
故答案为：Ca（ClO）₂+CO₂+H₂O═CaCO₃+2HClO；
（4）根据题干信息，氯酸钠氧化浓盐酸生成氯化钠、氯气、二氧化氯、水，该反应为2NaClO₃+4HCl（浓）═2NaCl+Cl₂↑+2ClO₂↑+2H₂O，双线桥标出电子转移的方向和数目为，故答案为：；
（5）由钛铁矿（FeTiO₃）可被一氯化碳还原为铁和TiO₂固体，则方程式为FeTiO₃+CO=TiO₂+Fe+CO₂，又已知消耗7克CO，吸收aKJ热量，所以消耗28克即1molCO，吸收4aKJ热量，所以该反应的热化学方程式为FeTiO₃（s）+CO（g）=TiO₂（s）+Fe（s）+CO₂（g））△H=+4aKJ•mol^-1，
故答案为：FeTiO₃（s）+CO（g）=TiO₂（s）+Fe（s）+CO₂（g））△H=+4aKJ•mol^-1．

点评 本题考查知识点较多，涉及原子结构和元素周期律、反应热的计算、化学方程式书写和氧化还原反转移电子数的计算和表示方法，为高考常见题型，侧重于学生计算能力、分析比较能力的培养．