Question

17．鋁是地殼中含量最高的金屬元素，鋁及其化合物在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用日趨廣泛．
（1）鋁的原子結(jié)構(gòu)示意圖是．
（2）三氧化二鋁是一種兩性氧化物，寫出其與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O．
（3）工業(yè)上常用鋁土礦（含SiO₂等雜質(zhì)）生產(chǎn)鋁．從Na₂SiO₃和NaAlO₂混合溶液中制得Al（OH）₃，需要從下列試劑中選擇兩種，最好選用的試劑組合是bd．
a．NaOH溶液   b．氨水   c．CO₂   d．鹽酸
（4）如圖表示將足量的CO₂不斷通入NaOH、Ba（OH）₂、NaAlO₂的混合溶液中，生成沉淀與通入CO₂的量的關(guān)系，最先與CO₂發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是Ba（OH）₂，ab段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CO₂+3H₂O+2AlO₂^-═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-．
（5）某Mg-Al合金是一種潛在的貯氫材料.73.2g該合金恰好溶解于1.4L5.0mol•L^-1鹽酸中，則合金中Mg和Al的物質(zhì)的量之比為17：12．

Answer 1

分析 （1）鋁原子外有三個(gè)電子層，最外層有3個(gè)電子，據(jù)此寫出原子結(jié)構(gòu)示意圖；
（2）氧化鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水；
（3）利用過量鹽酸和Na₂SiO₃和NaAlO₂混合溶液反應(yīng)生成硅酸沉淀和氯化鋁溶液，過濾后再濾液中加入過量的氨水生成氫氧化鋁沉淀；
（4）只要通入CO₂，立刻就有沉淀BaCO₃產(chǎn)生；將Ba（OH）₂消耗完畢，接下來消耗NaOH，因而此段不會(huì)產(chǎn)生沉淀（即沉淀的量保持不變）；NaOH被消耗完畢，接下來又因二氧化碳足量，還可以繼續(xù)與上面反應(yīng)的產(chǎn)物Na₂CO₃、BaCO₃、反應(yīng)，最后剩余沉淀為Al（OH）₃；
（5）結(jié)合Mg～2HCl、Al～3HCl及質(zhì)量關(guān)系計(jì)算．

解答 解：（1）Al的原子序數(shù)為13，原子核外有3個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為3，則原子結(jié)構(gòu)示意圖為，故答案為：；
（2）氧化鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O，故答案為：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；
（3）利用過量鹽酸和Na₂SiO₃和NaAlO₂混合溶液反應(yīng)生成硅酸沉淀和氯化鋁溶液，過濾后再濾液中加入過量的氨水生成氫氧化鋁沉淀，選擇試劑為鹽酸和氨水，選bd，
故答案為：bd；
（4）通入CO₂，依次發(fā)生：CO₂+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+H₂O、CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O、CO₂+3H₂O+2NaAlO₂═2Al（OH）₃↓+Na₂CO₃、CO₂+H₂O+Na₂CO₃═2NaHCO₃，BaCO₃+CO₂+H₂O=Ba（HCO₃）₂，
由以上反應(yīng)可知，最先與CO₂發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是Ba（OH）₂，ab段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：CO₂+3H₂O+2AlO₂^-═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，
故答案為：Ba（OH）₂；CO₂+3H₂O+2AlO₂^-═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-；
（5）設(shè)Mg、Al的物質(zhì)的量分別為x、y，則由Mg～2HCl、Al～3HCl可知，
$\left\{\begin{array}{l}{24x+27y=73.2}\\{2x+3y=1.4×5}\end{array}\right.$，解得x=1.7mol，y=1.2mol，則合金中Mg和Al的物質(zhì)的量之比為1.7mol：1.2mol=17：12，
故答案為：17：12．

點(diǎn)評(píng) 本題考查鋁的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，較為基礎(chǔ)，能較好地培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)，學(xué)習(xí)中注意相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的積累，難度不大．