Question

礦物斜長石（主要成分為KAlSi₃O₈）在一定溫度范圍內用氯化鈉熔浸可制得氯化鉀，反應原理是：
NaCl（l）+KAlSi₃O₈（s）?KCl（l）+NaAlSi₃O₈（s）．
（1）將斜長石用氧化物的形式表示為

 

．
（2）上述反應涉及的元素中，原子半徑最大的是

 

．該反應中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，該元素是

 

；寫出其中一個反應的化學方程式

 

．
（3）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樣品質量的百分率）與溫度的關系，進行對照實驗（保持其它條件不變），獲得如下數據：

時間（h） 溶出率 溫度	1.5	2.5	3.0	3.5	4.0	5.0
800℃	0.054	0.091	0.127	0.149	0.165	0.183
830℃	0.481	0.575	0.626	0.669	0.685	0.687
860℃	0.515	0.624	0.671	0.690	0.689	0.690
950℃	0.669	0.714	0.710	0.714	0.714	--

①分析以上數據可以得出，氯化鈉熔浸鉀長石是

 

（填“放熱”或“吸熱”）反應．
②950℃時，欲提高熔出鉀的速率可以采取的措施是

 

（選填編號）．
a．充分攪拌                              b．延長反應時間
c．增大反應體系的壓強                     d．將鉀長石粉粹成更小的顆粒
（4）該方法制得KCl提純后可用來冶煉金屬鉀．反應Na（l）+KCl（l）?NaCl（l）+K（g）是工業上冶煉金屬鉀常用的方法，用平衡原理解釋該方法可行的原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）硅酸鹽的氧化物表示方法：先寫活潑金屬氧化物，然后是不活潑的金屬氧化物，再是非金屬氧化物二氧化硅，最后是水；
（2）以上元素中K為第四周期元素，原子半徑最大，位于同周期元素有Na、Al、Si、Cl，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為Na；
（3）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，據此判斷；
②該轉化過程沒有氣體參與，應使反應物充分接觸提供反應速率；
（4）K為氣態，將鉀分離出來，降低了產物的濃度，平衡正向移動．

解答：解：（1）根據質量守恒，將斜長石用氧化物的形式表示為K₂O?Al₂O₃?6SiO₂，故答案為：K₂O?Al₂O₃?6SiO₂；
（2）以上元素中K為第四周期元素，原子半徑最大，位于同周期元素有Na、Al、Si、Cl，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為Na，如NaOH與氫氧化鋁反應的化學方程式為Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，
故答案為：K；Na；Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O；
（3）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；
②a．充分攪拌，反應物充分接觸，反應速率加快，故a正確；
b．延長反應時間，不能提高反應速率，故b錯誤；
c．該反應體系沒有氣體參加，增大反應體系的壓強，不能提高反應速率，故c錯誤；
d．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，故d正確；
故答案為：ad；
（4）K為氣態，將鉀分離出來，降低了產物的濃度，平衡正向移動，故答案為：將鉀分離出來，降低了產物的濃度，平衡正向移動．

點評：本題考查原子半徑比較、元素化合物性質、化學平衡影響元素等，難度中等，是對所學知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎與運用知識分析解決問題的能力，是一道不錯的能力考查題目．