Question

15．用于金屬焊接的某種焊條，其藥皮由大理石、水泥、硅鐵等配制而成．
（1）Al的原子結構示意圖為；Al與NaOH溶液反應的離子方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑．
（2）30_Si的原子的中子數(shù)為16；
（3）Al³⁺與Y^n-的電子數(shù)相同，Y所在族的各元素的氫化物的氫化物的水溶液均顯酸性，則該族氫化物中沸點最低的是HCl．
（4）焊接過程中，藥皮在高溫下產生了熔渣和使金屬不被氧化的氣體，該氣體是CO₂．
（5）經處理后的熔渣36.0g（僅含F(xiàn)e₂O₃、Al₂O₃、SiO₂），加入足量稀鹽酸，分離得到11.0g固體；濾液中加入過量NaOH溶液，分離得到21.4g固體；則此熔渣中Al₂O₃的質量分數(shù)為25%．

Answer 1

分析 （1）Al的質子數(shù)為13，原子結構中存在3個電子層，最外層電子數(shù)為3，鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣；
（2）根據(jù)質量數(shù)=質子數(shù)+中子數(shù)，計算中子數(shù)；根據(jù)晶體的性質和成鍵方式判斷晶體的類型，SiO₂的晶體類型為原子晶體；
（3）Al³⁺與Y^n-的電子數(shù)相同，Y所在族各元素的氫化物的水溶液均顯酸性，則Y是第VIIA元素，氫化物的沸點隨著相對分子質量的增大而增大，但含有氫鍵的氫化物沸點反常；
（4）由藥皮的成分和物質的性質進行推斷產生的使金屬不被氧化的氣體成分為二氧化碳；
（5）36.0g（僅含F(xiàn)e₂O₃、Al₂O₃、SiO₂）加入足量稀鹽酸，二氧化硅不和鹽酸反應，所以分離得到11.0g的固體是二氧化硅，濾液中加入過量NaOH溶液，分離得到21.4g固體是氫氧化鐵，根據(jù)鐵原子守恒計算氧化鐵的質量，剩余的質量就是氧化鋁，再根據(jù)質量分數(shù)公式進行計算．

解答 解：（1）Al的質子數(shù)為13，原子結構中存在3個電子層，最外層電子數(shù)為3，其原子結構示意圖為，鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應的化學方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
故答案為：；2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（2）在原子符合的表達式中左上角表示質量數(shù)，左下角表示質子數(shù)，根據(jù)質量數(shù)=質子數(shù)+中子數(shù)可計算出³⁰Si的原子的中子數(shù)為：30-14=16，故答案為：16；
（3）Al³⁺與Y^n-的電子數(shù)相同，Y所在族各元素的氫化物的水溶液均顯酸性，則Y是第VIIA元素，氫化物的沸點隨著相對分子質量的增大而增大，但HF中含有氫鍵導致HF的沸點大于HCl，所以該族氫化物中沸點最低的是HCl，
故答案為：HCl；
（4）由藥皮的成分大理石、水泥、硅鐵可知，在高溫下只有大理石才分解產生CO₂，因此氣體只能是CO₂氣體，
故答案為：CO₂；
（5）36.0g（僅含F(xiàn)e₂O₃、Al₂O₃、SiO₂）加入足量稀鹽酸，二氧化硅不和鹽酸反應，所以分離得到11.0g的固體是二氧化硅；
當濾液中加入過量NaOH溶液時AlCl₃生成NaAlO₂，F(xiàn)eCl₃生成Fe（OH）₃沉淀，所以分離得到21.4g固體是氫氧化鐵，根據(jù)2Fe（OH）₃→Fe₂O₃，氧化鐵的質量=$\frac{160×21.4}{214}$g=16g，氧化鋁的質量=（36.0-11.0-16）g=9g，氧化鋁的質量分數(shù)=$\frac{9g}{36g}$×100%=25%，
故答案為：25%．

點評 本題考查混合物分離提純及原子結構，為高頻考點，把握物質的性質、混合物分離方法選擇、原子構成等為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，題目難度中等．