Question

鋁是一種重要的金屬．
（1）鋁在元素周期表中的位置是

 

．
（2）生產(chǎn)中曾用鋁熱反應(yīng)焊接鋼軌，鋁與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（3）鋁與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為

 

；同溫同壓下，在濃度和體積均為100mL 2mol/L的鹽酸及NaOH溶液中加入等質(zhì)量的Al，產(chǎn)生氣體的體積比為5：6，則所加Al的質(zhì)量為

 

．
（4）以上述所得AlCl₃溶液為原料制取無(wú)水AlCl₃，先制得AlCl₃?6H₂O晶體，主要操作包括

 

，在干燥的HCl氣流中加熱AlCl₃?6H₂O晶體，能進(jìn)一步制取無(wú)水AlCl₃，其原因是（結(jié)合離子方程式簡(jiǎn)要說(shuō)明）

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：鋁的化學(xué)性質(zhì)

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）Al的原子結(jié)構(gòu)中有3個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為3；
（2）鋁與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)，生成氧化鋁和Fe；
（3）反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣；同溫同壓下，在濃度和體積均為100mL 2mol?L^-1的鹽酸及NaOH溶液中各加入等質(zhì)量的Al，產(chǎn)生氣體的體積之比為5：6，則酸不足，堿過(guò)量，以此計(jì)算；
（4）鋁離子水解生成鹽酸易揮發(fā)，不能直接蒸發(fā)得到晶體，以此來(lái)解答．

解答： 解：（1）Al的原子結(jié)構(gòu)中有3個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為3，則Al位于第三周期ⅢA族，故答案為：第三周期ⅢA族；
（2）鋁與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)，生成氧化鋁和Fe，反應(yīng)為2Al+Fe₂O₃

高溫  .

Al₂O₃+2Fe，故答案為：2Al+Fe₂O₃

高溫  .

Al₂O₃+2Fe；
（3）Al與NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，離子反應(yīng)為2Al+2OH^-+6H₂O═2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑，同溫同壓下，在濃度和體積均為100mL 2mol?L^-1的鹽酸及NaOH溶液中各加入等質(zhì)量的Al，產(chǎn)生氣體的體積之比為5：6，則酸不足，堿過(guò)量，n（HCl）=0.2mol，則
2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑，
     6            3
    0.2mol        0.1mol，
所以堿與Al生成的氫氣為0.1mol×

6

5

=0.12mol，
則2Al+2OH^-+6H₂O═2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑，
   2                          3
   n                          0.12mol
解得n=0.08mol，其質(zhì)量為0.08mol×27g/mol=2.16 g，
故答案為：2Al+2OH^-+6H₂O═2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑；2.16g；
（4）鋁離子水解生成鹽酸易揮發(fā)，不能直接蒸發(fā)得到晶體，則操作包括①加熱濃縮，②冷卻結(jié)晶，③過(guò)濾．在干燥的HCl氣流中加熱AlCl₃?6H₂O晶體，能進(jìn)一步制取無(wú)水AlCl₃，其原因是存在AlCl₃+3H₂O?Al（OH）₃+3HCl，在干燥的HCl氣流中，能抑制AlCl₃的水解，且?guī)ё逜lCl₃?6H₂O晶體受熱產(chǎn)生的水蒸氣，可得到純凈的AlCl₃，
故答案為：加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾；Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，在干燥的HCl氣流中，抑制AlCl₃的水解，且?guī)ё逜lCl₃?6H₂O晶體受熱產(chǎn)生的水蒸氣，故能得到 AlCl₃．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較綜合，涉及Al的化學(xué)性質(zhì)、鹽類水解及應(yīng)用，化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算等，綜合性較強(qiáng)，注重高頻考點(diǎn)的考查，題目難度中等，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查．