Question

工業(yè)上通常以鋁土礦（主要成分為Al₂O₃）為原料制備無(wú)水氯化鋁：2Al₂O₃+6Cl₂4AlCl₃+3O₂ ↑。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）上述反應(yīng)涉及的元素中，最外層有2個(gè)未成對(duì)電子的元素是__________；簡(jiǎn)單離子的離子半徑最小的元素，其原子核外有_____種不同能級(jí)的電子。
（2）已知元素周期表中，鎵(₃₁Ga)與鋁元素同一主族，寫出Ga的最外層電子排布式：______
（3）鎵(Ga)有兩種天然同位素，一種是，其原子在天然同位素原子中所占的百分比為60%。實(shí)驗(yàn)測(cè)得溴化鎵(GaBr₃)的摩爾質(zhì)量為309.8 g/mol，則由此推知鎵的另一種同位素是_________。
（4）為促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行，實(shí)際生產(chǎn)中需加入焦炭，其原因是              。

Answer 1

（1）氧（O） ；5   （各1分，共2分）
（2）4s²4p ¹ （2分）
（3） （2分）
（4）碳與O₂反應(yīng)，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行 （2分）

試題分析：（1）Al、O、Cl元素原子外圍電子排布分別為為3s²3p¹、2s²2p⁴、3s²3p⁵，故氧元素原子最外層有2個(gè)未成對(duì)電子。電子層數(shù)越多微粒半徑越大，在核外電子排布相同的條件下，核電荷數(shù)越多，微粒半徑越小，所以簡(jiǎn)單離子的離子半徑最小的元素為Al元素，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p¹，核外有5種不同能級(jí)的電子。
（2）鎵（₃₁Ga）與鋁元素同一主族，鋁的原子序數(shù)是13，因此鎵7元素的原子序數(shù)是13＋18＝31，處于第四周期，最外層電子數(shù)為3，所以Ga的最外層電子排布式為4s²4p¹。
（3）溴化鎵（GaBr₃）的摩爾質(zhì)量309.8g/mol，則鎵元素的相對(duì)原子質(zhì)量為309.8－80×3＝69.8。設(shè)鎵的另一種同位素的質(zhì)量數(shù)為A，則根據(jù)元素原子所占的百分比可知，0.4A＋0.6×69＝69.8，解得A＝71，故該同位素為
（4）實(shí)際生成中加入焦炭，碳與O₂反應(yīng)，降低氧氣的濃度，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行。