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高中 | 氯气的制法题目答案及解析如下,仅供参考!
必修一
第四章 非金属及其化合物
第二节 富集在海水中的元素——氯
氯气的制法
$\rm A$、$\rm B$、$\rm D$、$\rm E$、$\rm X$是原子序数依次增大的五种短周期主族元素。$\rm A$是周期表中相对原子质量最小的元素,$\rm A$、$\rm B$能形成两种常温下液态的化合物${{\text{A}}_{2}}\text{B}$和${{\text{A}}_{2}}{{\text{B}}_{2}}$。$\rm D$基态原子的价电子中没有未成对电子,$\rm E$的简单离子是本周期元素离子半径最小的,$\rm X$是本周期元素中电负性最大的元素。
${{\text{A}}_{2}}{{\text{B}}_{2}}$的电子式为 ;${{\text{A}}_{2}}\text{B}$分子的空间构型是 ;$\rm E$在周期表中的位置是 。
;$\\rm V$形 ;第三周期第Ⅲ$\\rm A$族
①${{\text{A}}_{2}}{{\text{B}}_{2}}$为${{\text{H}}_{2}}{{\text{O}}_{2}}$,氢原子与氧原子之间形成一个极性共价键,氧原子与氧原子之间形成一个非极性共价键,电子式为:;
②${{\text{A}}_{2}}\text{B}$为${{\text{H}}_{2}}\text{O}$,其价层电子对数为$2+\dfrac{1}{2}\left( 6-2\times 1 \right)=2+2=4$,根据价层电子对互斥理论,其空间构型为$\rm V$形;
③$\rm E$为$\rm Al$元素,在周期表中的位置是第三周期第Ⅲ$\rm A$族;
比较$\rm D$和$\rm E$的第一电离能: $\rm \lt $ $\rm ($填写元素符号$\rm )$。
$\\rm Al$ ;$\\rm Na$
"]]$\rm D$为$\rm Mg$元素,$\rm E$为$\rm Al$元素,同周期第一电离能随着原子序数的增大,电离能有增大的趋势,但第二三周期反常,所以第一电离能$\rm Al\lt Mg$;
实验室制取$\rm X$单质的离子方程式: 。工业制取漂白液的离子反应方程式: 。
$\\rm Mn{{O}_{2}}+4{{\\text{H}}^{+}}+2C{{l}^{-}}\\underset{}{\\overset{{\\triangle }}{\\mathop{=}}}\\,M{{n}^{2+}}+C{{l}_{2}}\\uparrow +2{{\\text{H}}_{2}}$;$\\rm \\text Cl_{2}+2OH^{-}=Cl^{-}+ClO^{-}+\\text{H}_{2}\\text{O}$
"]]①$\rm X$为$\rm Cl$元素,实验室用二氧化锰和浓盐酸制氯气,离子反应方程式为:$\rm Mn{{O}_{2}}+4{{\text{H}}^{+}}+2C{{l}^{-}}\underset{}{\overset{{\triangle }}{\mathop{=}}}\,M{{n}^{2+}}+C{{l}_{2}}\uparrow +2{{\text{H}}_{2}}$;
②工业制取漂白液是将氯气通入氢氧化钠溶液,其离子反应方程式为:$\rm C{{l}_{2}}+2O{{H}^{-}}=C{{l}^{-}}+Cl{{O}^{-}}+{{\text{H}}_{2}}\text{O}$;
$\rm E$和$\rm X$的最高价氧化物对应水化物两者发生反应的离子反应方程式: 。
$\\rm \\text{Al(OH}{{\\text{)}}_{3}}+3{{\\text{H}}^{+}}=A{{l}^{3+}}+3{{\\text{H}}_{2}}\\text{O}$
"]]$\rm E$和$\rm X$的最高价氧化物对应水化物为$\rm Al{{\left( OH \right)}_{3}}$和$\rm HCl{{O}_{4}}$,两者发生反应的离子反应方程式为:$\rm \text{Al(OH}{{\text{)}}_{3}}+3{{\text{H}}^{+}}=A{{l}^{3+}}+3{{\text{H}}_{2}}\text{O}$;
镓$\left( _{31}\text{Ga} \right)$与$\rm E$为同主族元素,氮化镓$\left( \text{GaN} \right)$作为第三代半导体材料,具有耐高温、耐高电压等特性,随着$\rm 5G$技术的发展,$\text{GaN}$商用进入快车道。下列相关说法中,正确的是 $\rm ($填字母序号$\rm )$。
$\rm a$.$\rm Ga$位于元素周期表的第四周期$\rm p$区
$\rm b$.$\rm \text{GaN}$中$\rm Ga$的化合价为$\rm +3$
$\rm c$.$\rm \text{G}{{\text{a}}^{3+}}$的氧化性强于$\rm {{\text{E}}^{3+}}$的氧化性
$\rm d$.$\rm \text{G}{{\text{a}}^{3+}}$核外电子排布式为$\rm 1{{\text{s}}^{2}}2{{\text{s}}^{2}}2{{\text{p}}^{6}}3{{\text{s}}^{2}}3{{\text{p}}^{6}}4{{\text{s}}^{2}}4{{\text{p}}^{1}}$
$\\rm ab$
"]]$\rm Ga$与$\rm E$为同主族元素,其位于第四周期第Ⅲ$\rm A$族,是$\rm p$区元素,$\rm a$项正确;$\rm GaN$中$\rm Ga$为金属,化合价为$\rm +3$价,$\rm b$项正确;$\rm Al$和$\rm Ga$同主族,$\rm Ga$的还原性大于$\rm Al$,则$\rm G{{a}^{3+}}$的氧化性小于$\rm A{{l}^{3+}}$,$\rm c$项错误;$\rm Ga$的核外电子排布式为:$\rm 1{{\text{s}}^{2}}2{{\text{s}}^{2}}2{{\text{p}}^{6}}3{{\text{s}}^{2}}3{{\text{p}}^{6}}3{{\text{d}}^{10}}4{{\text{s}}^{2}}4{{\text{p}}^{1}}$,所以$\rm G{{a}^{3+}}$核外电子排布式为:$\rm 1{{\text{s}}^{2}}2{{\text{s}}^{2}}2{{\text{p}}^{6}}3{{\text{s}}^{2}}3{{\text{p}}^{6}}3{{\text{d}}^{10}}$,$\rm d$项错误;故选:$\rm ab$;
$\text{X}{{\text{B}}_{2}}$是一种高效消毒剂,工业上用其处理中性废水中的锰,使$\text{M}{{\text{n}}^{2+}}$转化为$\text{Mn}{{\text{O}}_{2}}$沉淀除去,$\rm X$被还原至最低价,该反应的离子方程式为 。
$\\rm 2Cl{{O}_{2}}+5M{{n}^{2+}}+6{{\\text{H}}_{2}}\\text{O}=5Mn{{O}_{2}}\\downarrow +2C{{l}^{-}}+12{{\\text{H}}^{+}}$
"]]由题意可知,$\rm Cl{{O}_{2}}$与$\rm M{{n}^{2+}}$发生氧化还原反应,生成$\rm Mn{{O}_{2}}$和$\rm C{{l}^{-}}$,根据化合价升降守恒,需要有水的参与,可得该反应的离子方程式为:$\rm 2Cl{{O}_{2}}+5M{{n}^{2+}}+6{{\text{H}}_{2}}\text{O}=5Mn{{O}_{2}}\downarrow +2C{{l}^{-}}+12{{\text{H}}^{+}}$。
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