已知:①A、B、C、D四种物质均含有元素X,可能还含有元素Y或Z.元素Y、X、Z的原子序数依次递增且不超过20.②X在A、B、C、D中的化合价分别为0、-1、+1、+5.③室温下单质A与某种常见一元强碱溶液反应,可得到B和C.④化合物D在二氧化锰催化下受热分解,可制得元素Y的单质.请回答下列问题:
(1)写出元素X、Y、Z的元素符号:X:______,Y:______,Z______.
(2)写出A、B、C、D的化学式:A______,B______,C______,D______.
(3)画出Y原子的结构示意图______;写出③中反应的化学方程式______.
(4)写出④中反应的化学方程式______.实验室通过反应④制得元素Y的单质后,如何将产物分离并分别获得纯净物?写出实验步骤:
(5)制得元素Y的单质,若收集到标准状况下6.72LY单质气体,至少需要多少克化合物D?同时生成氯化物的物质的量为多少mol?(用涉及到的化学式写出计算步骤)
(1)化合物D在二氧化锰催化下受热分解,可制得元素Y的单质可知D为KClO3,Y为O,,X在A、B、C、D中的化合价分别为0、-1、+1、+5,-1价的短周期元素且有变价的元素X为Cl,元素Y、X、Z的原子序数依次递增且不超过20,Z为K,故答案为:Cl;O;K;
(2)单质A为Cl2,Cl2与某种常见一元强碱溶液反应,可得到BNaCl和CNaClO,化合物D在二氧化锰催化下受热分解,可制得元素Y的单质可知D为KClO3,
故答案为:Cl2 ;NaCl;NaClO;KClO3;
(3)氧原子最外层6个电子,原子结构示意图为
,Cl2与NaOH反应生成NaCl,NaClO,H2O;
故答案为:
;Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;
(4)KClO3在二氧化锰催化下受热分解,将反应后的混合物溶于水后过滤,故答案为:2KClO3
2KCl+3O2 ↑;MnO2 . △
将反应后的混合物二氧化锰,KCl溶于水后过滤,二氧化锰不溶于水为滤渣,KCl可溶于水为滤液,对滤液蒸发结晶可得KCl;
(5)n(O2 )=
=0.3moL,6.72L 22.4moL/L
设需要X克化合物KClO3,同时生成氯化物的物质的量为Ymol
2KClO3
2KCl+3O2 ↑MnO2 . △
122.5g 2moL 3mol
X Y 0.3mol
=122.5g X
=3moL 0.3moL 2moL Y
解得:X=12.25g,Y=0.2mol,
答:需要12.25g化合物KClO3,同时生成氯化物的物质的量为0.2mol.