Question

（本題共12分）
我國鉀長石（KAlSi₃O₈）的資源比較豐富。工業上可用食鹽和鉀長石在一定條件下制備氯化鉀：NaCl (l) ＋KAlSi₃O₈ (s)  KCl (l)＋NaAlSi₃O₈ (s)。
完成下列填空：
（1）硅原子的最外層電子占據了     個軌道，有    種能量。
（2）氯化鈉的熔點比氯化鉀的      （填“高”或“低”），原因是               。
（3）把反應中涉及到的六種元素的原子半徑按從小到大的順序排列                  。
（4）參與上述反應且位于同一周期的幾種元素中，有一種元素的最高價氧化物的水化物和其余元素的最高價氧化物的水化物均能發生反應，這種元素是         。
（5）為研究上述反應中鉀元素的熔出率（液體中鉀元素的質量占全部鉀元素質量的百分率）與溫度的關系，進行實驗（氯化鈉與鉀長石投料的質量比為2:1），獲得如下數據：

時間(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分析數據可以得出，該制備氯化鉀的反應是      （填“放熱”或“吸熱”）反應。
②計算890℃時，氯化鈉的平衡轉化率  。(式量：KAlSi₃O₈–278  NaAlSi₃O₈ –262)
③950℃時，提高熔出鉀的速率可以采取的措施是                （寫出兩種）。

Answer 1

（1）3     2
（2）高 鉀離子半徑大于鈉離子，半徑越大，離子鍵鍵能越低，熔點越低。
（3）O<Cl<Si<Al<Na<K
（4）Na
（5）①吸熱　　②0.074　　③充分攪拌  將鉀長石充分粉碎

試題分析：（1）硅原子的最外層電子排布式為3S²3P²占據了3個軌道，有2種能量。
（2）鉀離子半徑大于鈉離子，半徑越大，離子鍵鍵能越低，熔點越低。氯化鈉的熔點比氯化鉀的高。
（3）同周期自左而右原子半徑減小，同主族自上而下原子半徑增大，電子層越多原子半徑越大，故原子半徑K＞Na＞Al＞Si＞Cl＞O。
（4）Na、Al、Si、Cl四種元素處于同一周期，氫氧化鈉能與氫氧化鋁、硅酸、高氯酸反應生成相應的鹽與水，故答案為：Na；
（5）①由表中數據可知，溫度越高鉀元素的熔出率，說明升高溫度，平衡向正反應方向移動，升高溫度平衡向吸熱方向移動，故正反應為吸熱反應，故答案為：吸熱；② 1gKAlSi₃O₈ (s)中K的質量為：39/278=0.140g，
NaCl (l) ＋KAlSi₃O₈ (s)  KCl (l)＋NaAlSi₃O₈ (s)。
開始  2g          1g            0
平衡                           0.699*74.5*0.140/39
轉化  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，氯化鈉的平衡轉化率=0.148/2=0.074。
③950℃時，提高熔出鉀的速率可以采取的措施是充分攪拌，反應物充分接觸，反應速率加快，或將鉀長石粉粹成更小的顆粒，增大反應物的接觸面積，反應速率加快。