Question

（本题共12分）
我国钾长石（KAlSi₃O₈）的资源比较丰富。工业上可用食盐和钾长石在一定条件下制备氯化钾：NaCl (l) ＋KAlSi₃O₈ (s)  KCl (l)＋NaAlSi₃O₈ (s)。
完成下列填空：
（1）硅原子的最外层电子占据了     个轨道，有    种能量。
（2）氯化钠的熔点比氯化钾的      （填“高”或“低”），原因是               。
（3）把反应中涉及到的六种元素的原子半径按从小到大的顺序排列                  。
（4）参与上述反应且位于同一周期的几种元素中，有一种元素的最高价氧化物的水化物和其余元素的最高价氧化物的水化物均能发生反应，这种元素是         。
（5）为研究上述反应中钾元素的熔出率（液体中钾元素的质量占全部钾元素质量的百分率）与温度的关系，进行实验（氯化钠与钾长石投料的质量比为2:1），获得如下数据：

时间(h) 钾元素 温度 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分析数据可以得出，该制备氯化钾的反应是      （填“放热”或“吸热”）反应。
②计算890℃时，氯化钠的平衡转化率  。(式量：KAlSi₃O₈–278  NaAlSi₃O₈ –262)
③950℃时，提高熔出钾的速率可以采取的措施是                （写出两种）。

Answer 1

（1）3     2
（2）高 钾离子半径大于钠离子，半径越大，离子键键能越低，熔点越低。
（3）O<Cl<Si<Al<Na<K
（4）Na
（5）①吸热　　②0.074　　③充分搅拌  将钾长石充分粉碎

试题分析：（1）硅原子的最外层电子排布式为3S²3P²占据了3个轨道，有2种能量。
（2）钾离子半径大于钠离子，半径越大，离子键键能越低，熔点越低。氯化钠的熔点比氯化钾的高。
（3）同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，电子层越多原子半径越大，故原子半径K＞Na＞Al＞Si＞Cl＞O。
（4）Na、Al、Si、Cl四种元素处于同一周期，氢氧化钠能与氢氧化铝、硅酸、高氯酸反应生成相应的盐与水，故答案为：Na；
（5）①由表中数据可知，温度越高钾元素的熔出率，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，升高温度平衡向吸热方向移动，故正反应为吸热反应，故答案为：吸热；② 1gKAlSi₃O₈ (s)中K的质量为：39/278=0.140g，
NaCl (l) ＋KAlSi₃O₈ (s)  KCl (l)＋NaAlSi₃O₈ (s)。
开始  2g          1g            0
平衡                           0.699*74.5*0.140/39
转化  0.699*74.5*58.5*0.140/39*74.5        0.699*74.5/39
求得 0.699*74.5*58.5*0.140/39*74.5 =0.148，氯化钠的平衡转化率=0.148/2=0.074。
③950℃时，提高熔出钾的速率可以采取的措施是充分搅拌，反应物充分接触，反应速率加快，或将钾长石粉粹成更小的颗粒，增大反应物的接触面积，反应速率加快。