Question

5．鋁及其化合物在日常生活、工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用．
（1）鋁原子核外有13種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，有5種能量不同的電子．
（2）氮化鋁具有強(qiáng)度高，耐磨，抗腐蝕，熔點(diǎn)可達(dá)2200℃．推測(cè)氮化鋁是原子晶體，試比較組成該物質(zhì)的兩微粒半徑大小Al＞N．
（3）可用鋁和氧化鋇反應(yīng)可制備金屬鋇：2Al+4BaO$\stackrel{高溫}{→}$3Ba↑+BaO•Al₂O₃的主要原因是b （選填編號(hào)）．
a．Al活潑性大于Ba  b．Ba沸點(diǎn)比Al的低 c．BaO•Al₂O₃比Al₂O₃穩(wěn)定
（4）氫氧化鋁在水中發(fā)生酸式電離的電離方程式為：Al（OH）₃?H⁺+AlO₂^-+H₂O，滴入少量鹽酸，上述體系中Al³⁺濃度增大（填“增加”、“減少”或“不變”）．
（5）工業(yè)上用氫氧化鋁、氫氟酸和碳酸鈉制取冰晶石（Na₃AlF₆）．其反應(yīng)物中有兩種元素在周期表中位置相鄰，可比較它們金屬性或非金屬性強(qiáng)弱的是a c （選填編號(hào)）．
a．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性      　　　b．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸（堿）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
（6）冰晶石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，則在陰極可得金屬鋁的質(zhì)量為5.4克．工業(yè)上不用電解氯化鋁而是用電解氧化鋁的方法獲得鋁單質(zhì)的原因因?yàn)槁然�鋁為共價(jià)化合物，屬于分子晶體，晶體中不存在離子，熔融時(shí)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．

Answer 1

分析 （1）鋁是13號(hào)元素，核外電子有13個(gè)，每一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都不同，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p¹ ；有1s、2s、2p、3s、3p能級(jí)；
（2）原子晶體，硬度大、熔點(diǎn)高，粒子的電子層越多，粒子的半徑越大；
（3）常溫下Al的金屬性比Ba的金屬性弱，該反應(yīng)是利用Ba的沸點(diǎn)比Al的低；
（4）根據(jù)Al（OH）₃的酸式電離；根據(jù)Al（OH）₃的堿式電離平衡以及外界條件對(duì)電離平衡的影響；
（5）根據(jù)反應(yīng)物中的元素可知，氧、氟元素位置相鄰，則利用非金屬性強(qiáng)弱的判斷方法來(lái)解答；
（6）電解池陽(yáng)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(jì)算Al的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算Al的質(zhì)量；氯化鋁為共價(jià)化合物，晶體中不存在離子，熔融時(shí)不能導(dǎo)電．

解答 解：（1）鋁是13號(hào)元素，核外電子有13個(gè)，每一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都不同，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p¹ ，有5個(gè)能級(jí)，5種能量不同的電子，
故答案為：13；5；
（2）原子晶體硬度大，熔沸點(diǎn)高，根據(jù)氮化硅的物理性質(zhì)：它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可知屬于原子晶體，Al元素原子核外電子數(shù)為13，有3個(gè)電子層，N元素原子核外電子數(shù)為7，有2個(gè)電子層，電子層越多半徑越大，所以微粒半徑大小Al＞N，
故答案為：原子；Al＞N；
（3）利用元素Ba、Al在元素周期表的位置可知金屬活潑性：Al＜Ba；但Al在高溫下可將氧化鋇中鋇置換出來(lái)，原因是Ba的沸點(diǎn)低于鋁，高溫時(shí)Ba轉(zhuǎn)化為氣體脫離反應(yīng)體系，使反應(yīng)正向進(jìn)行，
故答案為：b；
（4）Al（OH）₃的酸式電離：Al（OH）₃?H⁺+AlO₂^-+H₂O，同時(shí)還存在堿式電離：Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-，加入鹽酸，與OH^-反應(yīng)，堿式電離平衡正向移動(dòng)，Al³⁺濃度增大，
故答案為：Al（OH）₃?H⁺+AlO₂^-+H₂O；增大；
（5）該反應(yīng)中的物質(zhì)含有的元素有Al、O、H、F、Na、C，只有O、F元素相鄰，因F的非金屬性最強(qiáng)，則沒(méi)有正價(jià)，也就沒(méi)有最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物，它們也不與酸反應(yīng)，但可以利用氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性和單質(zhì)與氫氣反應(yīng)的難易來(lái)判斷O、F非金屬性的強(qiáng)弱，
故答案為：ac；
（6）電解池陽(yáng)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$\frac{0.6mol}{3}$=0.2mol，故析出Al的質(zhì)量為0.2mol×27g/mol=5.4g，因?yàn)槁然�鋁為共價(jià)化合物，屬于分子晶體，晶體中不存在離子，熔融時(shí)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：陰；5.4；因?yàn)槁然�鋁為共價(jià)化合物，屬于分子晶體，晶體中不存在離子，熔融時(shí)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(diǎn)評(píng) 本題考查Al、N、F及其化合物的結(jié)構(gòu)性質(zhì)等，側(cè)重于原子核外電子排布、同主族、同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律的考查，注意氯化鋁為共價(jià)化合物，為易錯(cuò)點(diǎn)，題目難度中等．