Question

20．鋁及其化合物在生產、生活等方面有廣泛的應用．
（1）鋁元素位于周期表中第三周期ⅢA族．硼、鎵與鋁位于同一主族，現(xiàn)有下列三種物質：①Na[Al（OH）₄]、②Na[B（OH）₄]、③Na[Ga（OH）₂]，濃度相同的這三種物質的溶液pH由大到小的順序為③＞①＞②（用序號表示）．{Na[Al（OH）₄]也可表示偏鋁酸鈉，硼、鎵類似}
（2）將20.0mL 0.1mol/L Ba（OH）₂溶液和20.0mL 0.1mol/L NH₄A1（SO₄）₂溶液混合，所得溶液中Al³⁺、NH₄⁺、SO₄^2-、OH^-、H⁺的濃度由大到小的順序為c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（Al³⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（3）氮化鋁（A1N）是一種新型的無機非金屬材料，可用作熱交換器材料．某A1N樣品中僅含有A1₂O₃雜質，為測定A1N的含量，甲組同學設計了如圖流程：

已知：AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑．
①過濾時用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒．
②實驗過程中，稱得樣品的質量為4.2g，最后得到的固體為5.1g，則樣品中A1N的質量分數(shù)為97.62%．（不考慮整個過程中的損耗）

Answer 1

分析 （1）對于主族元素，周期數(shù)=電子層數(shù)，族序數(shù)=最外層電子數(shù)．據(jù)此判斷該元素在周期表中位置；根據(jù)同主族元素原子序數(shù)越大，金屬性越強，其對應的鹽堿性越強；
（2）將20.0mL 0.1mol/L Ba（OH）₂溶液和20.0mL 0.1mol/L NH₄A1（SO₄）₂溶液混合，即兩者等物質的量混合，所以2mmol的硫酸鋇和$\frac{4}{3}$mmol的氫氧化鋁，所以溶液中含有2mmol的硫酸根離子，2mmol的銨根離子和$\frac{2}{3}$mmol的鋁離子，弱離子銨根離子和鋁離子的水解溶液呈酸性；
（3）①過濾時用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒；
②煅燒得氧化鋁，根據(jù)鋁守恒分析得：2A1N～～A1₂O₃，由關系式求氮化鋁的質量，然后代入質量分數(shù)進行計算．

解答 解：（1）原子序數(shù)為13的元素，質子數(shù)為13，核外電子數(shù)為13，有3個電子層，最外層有3個電子，位于周期表中第三周期第ⅢA族；同主族元素原子序數(shù)越大，金屬性越強，其對應的鹽溶液堿性越強，鎵、硼與鋁位于同一主族，金屬性鎵＞鋁＞硼，故堿性Na[Ga（OH）₄]＞Na[A1（OH）₄]＞Na[B（OH）₄]，故答案為：三；ⅢA；③＞①＞②；
（2）將20.0mL 0.1mol/L Ba（OH）₂溶液和20.0mL 0.1mol/L NH₄A1（SO₄）₂溶液混合，即兩者等物質的量混合，所以2mmol的硫酸鋇和$\frac{4}{3}$mmol的氫氧化鋁，所以溶液中含有2mmol的硫酸根離子，2mmol的銨根離子和$\frac{2}{3}$mmol的鋁離子，弱離子銨根離子和鋁離子的水解溶液呈酸性，所以離子濃度的大小為：c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺ ）＞c（Al³⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），故答案為：c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺ ）＞c（Al³⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（3）①過濾時用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒，故答案為：玻璃棒；
②煅燒得氧化鋁，根據(jù)鋁守恒分析得：2A1N～～A1₂O₃，
                                                   2×（27+14）102 
                                                    m（A1N）          5.1g 
所以$\frac{2×（27+14）}{m（AlN）}=\frac{102}{5.1g}$，解之得：m（A1N）=4.1g，則樣品中A1N的質量分數(shù)為 $\frac{4.1g}{4.2g}×100%$=97.62%，
答：樣品中A1N的質量分數(shù)為97.62%．

點評 此題是鹽水解程度和利用化學方程式計算相結合的題目以及離子濃度大小的，難度中等，該題步驟較多，應認真分析，另外要掌握關系法的應用．