Question

工業(yè)上制取冰晶石（Na₃AlF₆）的化學(xué)方程式如下：2Al（OH）₃+12HF+3Na₂CO₃→2Na₃AlF₆+3CO₂↑+9H₂O
完成下列填空：
（1）反應(yīng)中四種元素對應(yīng)的簡單離子核外電子排布相同，請按離子半徑從大到小的順序排列這這四種離子

 

，其中原子序數(shù)最大的元素原子核外有

 

種能量不同的電子，其最外層電子的電子云有

 

種不同的伸展方向．
（2）反應(yīng)中有兩種元素在元素周期表中位置相鄰，能比較它們的金屬性或非金屬性強弱的事實是

 

（選填編號）．
a．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性         
b．最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性
c．單質(zhì)與氫氣反應(yīng)的難易       
d．單質(zhì)與同濃度酸發(fā)生反應(yīng)的快慢
（3）反應(yīng)中兩種金屬元素，它們的最高價氧化物對應(yīng)的水化物之間發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（4）冰晶石在工業(yè)上可做電解氧化鋁的助熔劑，此反應(yīng)中若有0.6mol電子轉(zhuǎn)移，則在

 

極可得金屬鋁的質(zhì)量為

 

克．
（5）工業(yè)上不采用電解氯化鋁的方法而是采用電解氧化鋁的方法獲得鋁單質(zhì)的原因是：

 

．

Answer 1

考點：微粒半徑大小的比較,元素周期律的作用,氧化還原反應(yīng)

專題：

分析：（1）電子層結(jié)構(gòu)相同，核電荷數(shù)越大離子半徑越小；原子序數(shù)最大的為Al，不同能級中的電子能量不同；最外層為3s²3p¹，有2種電子云；
（2）反應(yīng)中兩種元素在元素周期表中位置相鄰，為O元素與氟元素，可以根據(jù)氫化物穩(wěn)定性、單質(zhì)與氫氣反應(yīng)難易程度比較，O、F元素沒有含氧酸，不能用最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性，單質(zhì)與酸反應(yīng)快慢不能比較非金屬性強弱；
（3）氫氧化鈉與氫氧化鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與水；
（4）電解池陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，而鋁離子發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)在陰極析出；根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算Al的物質(zhì)的量，進而計算Al的質(zhì)量；
（5）氯化鋁為共價化合物，晶體中不存在離子，熔融時不能導(dǎo)電．

解答： 解：（1）O^2-、F^-、Na⁺、Al³⁺電子層結(jié)構(gòu)相同，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，故離子半徑：O^2-＞F^-＞Na⁺＞Al³⁺；原子序數(shù)最大的為Al，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p¹，不同能級中的電子能量不同，核外有5種不同能量的電子；最外層為3s²3p¹，有2種電子云，故答案為：O^2-＞F^-＞Na⁺＞Al³⁺；5；2；
（2）反應(yīng)中兩種元素在元素周期表中位置相鄰，為O元素與氟元素，
a．氫化物越穩(wěn)定，非金屬性越強，故a正確；
b．O、F元素沒有含氧酸，不能用最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性，故b錯誤；
c．單質(zhì)與氫氣反應(yīng)越容易，對應(yīng)元素的非金屬性越強，故c正確；
d．單質(zhì)與同濃度酸發(fā)生反應(yīng)的快慢不能判斷非金屬性強弱，如氧氣與硝酸不反應(yīng)，而S、碘與硝酸反應(yīng)，故d錯誤，
故選：ac；
（3）氫氧化鋁是兩性氫氧化物，能和氫氧化鈉反應(yīng)，反應(yīng)離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（4）電解池陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，而鋁離子發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)在陰極析出；根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，析出Al的物質(zhì)的量為

0.6mol

3

=0.2mol，故析出Al的質(zhì)量為0.2mol×27g/mol=5.4g，
故答案為：陰；5.4；
（5）因為氯化鋁為共價化合物，屬于分子晶體，晶體中不存在離子，熔融時不能導(dǎo)電，故不能被電解；而氧化鋁為離子化合物，熔融狀態(tài)可以導(dǎo)電，
故答案為：因為氯化鋁為共價化合物，屬于分子晶體，晶體中不存在離子，熔融時不能導(dǎo)電，故不能被電解；而氧化鋁為離子化合物，熔融狀態(tài)可以導(dǎo)電．

點評：本題考查知識較多，涉及微粒半徑比較、核外電子排布、元素周期律、離子方程式、電解池原理等，屬于拼合型題目，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)，（2）中b選項為易錯點，學(xué)生容易忽略O(shè)、F沒有含氧酸，難度中等．