兴趣小组的同学对铝的相关知识进行探究。

(知识回顾)

(1)铝是地壳中含量最多的金属元素,在自然界主要以化合态的形式存在于氧化铝中。下列说法不正确的是 _____。

A 铝原子的中子数为13

B 铝离子核外有三个电子层

C 化合物中铝元素通常显+3价

D 铝可作导线是由于它具有良好的导电性

(铝的冶炼)

工业上常用铝土矿(主要成分为Al2O3,含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝,工艺流程如图。氧化铝是两性氧化物,与酸、碱都能发生反应,Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O。请回答以下问题:

(2)试剂X是_________选填氢氧化钠溶液或盐酸)。

(3)反应①后过滤所得的沉淀是___________。

(4)写出反应②的化学方程式___________________。

(定性研究)

(提出问题)如图所示装置中铝和稀盐酸反应可以制取氢气,那么铝能否与水反应生成氢气呢?

(查阅资料)

物质

钠与水

铝与水

汞与水

能否发生反应

能反应

能反应

不反应

(交流与讨论)

(5)铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,起到保护膜的作用。如生活中可用铝壶烧水。铝与氧气反应的化学方程式为_____________。

(6)除去铝表面氧化铝薄膜的方法有(举一例)_______。除上述方法外,还可以将铝片浸入氯化汞( HgCl2)溶液中,形成铝汞齐(铝汞合金)破坏铝表面致密的氧化膜且防止其重新生成。

(实验探究)

(7)将铝片完全浸入氯化汞(HgCl2)溶液中1分钟左右,取出,立即用流水冲洗干净后加入到蒸馏水中(如图),其表面生成大量气泡、周围出现白色沉淀。若关闭导管上的活塞K,反应停止,其原理是_____________。

(8)在导管口a处涂肥皂水,发现导管口有气泡形成,当气泡离开导管后,气泡______(填“下沉”或“上升”),用燃着的木条点燃气泡,发出爆鸣声。

(实验结论)

(9)铝能与水反应生成氢气。写出铝与水反应生成氢氧化铝和氢气的化学方程式____________。

(定量研究)兴趣小组取8g铝镁合金样品,将30g氢氧化钠溶液平均分成三份依次加入样品中(镁与氢氧化钠溶液不反应,铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑),充分反应后,过滤出固体,将其洗涤、干燥、称量,得实验数据如下:

所加氢氧化钠溶液的次数

第一次

第二次

第三次

剩余固体的质量/g

5.3

2.6

2.0

(10)该合金中,镁与铝的质量比为 _____。

(11)所用氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为多少?(写出计算过程)____

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