题目内容
【题目】铝氢化钠（ NaAlH4）是有机合成的重要还原剂。以铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质）为原料制备铝氢化钠的一种工艺流程如下图所示：
注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠（Na2Al2SixO8）沉淀。
（1）铝硅酸钠（Na2 Al2SixO4）可以用氧化物的形式表示其组成，形式为_______。
（2）“过滤I”中滤渣的主要成分有_______（填名称）。向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，发生反应的离子方程式为OH－＋HCO3—===CO32—＋H2O、__________________________。
（3）“电解I”的另一产物在1000℃时可与N2反应制备AIN，在这种产物中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是___________。
（4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，其原理如图所示。
阳极的电极反应式为____________。已知F＝96500C／mol，当I＝0.5A时，通电80min，理论上阴极获得H2（标准状况下）的体积为_____L（结果保留两位有效数字）。
（5）铝氢化钠遇水发生剧烈反应，且反应产生大量气泡，其反应的化学方程式为_____________________________________。
【答案】Na2O·Al2O3·2SiO2 铝硅酸钠、氧化铁 A1O2－＋HCO3－＋H2O=CO32－+Al(OH)3↓ 氯化铵分解产生的氯化氢能够破坏铝表面的氧化铝薄膜 4CO32－＋2H2O－4e－=4HCO3－＋O2↑ 0.28 NaAlH4+2H2O NaAlO2＋4H2↑
【解析】
以铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质）为原料制备铝氢化钠，由流程可知，加NaOH溶解时Fe2O3不反应，由信息可知SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，过滤得到的滤渣为Fe2O3、铝硅酸钠，碳酸氢钠与偏铝酸纳反应生成Al(OH)3，过滤II得到Al(OH)3，灼烧生成氧化铝，电解I为电解氧化铝生成Al和氧气，电解II为电解Na2CO3溶液，结合图可知，阳极上碳酸根离子失去电子生成碳酸氢根离子和氧气，阴极上氢离子得到电子生成氢气。
（1）铝硅酸钠（Na2Al2SixO8）中Na、Al、Si、O的化合价分别为+1、+3、+4、-2，根据化合物中正负化合价代数和为0，则1×2+3×2+4x-2×8=0，解得x=2。故铝硅酸钠为Na2Al2Si2O8，可以用氧化物的形式表示为Na2O·Al2O3·2SiO2，故答案为：Na2O·Al2O3·2SiO2；
（2）根据上述分析，“过滤I”中滤渣主要有铝硅酸钠、氧化铁。向“过滤I”所得滤液中加入NaHCO3溶液，碳酸氢钠与偏铝酸钠和过量的氢氧化钠反应，反应的离子方程式为OH－＋HCO3－=CO32－＋H2O、A1O2－＋HCO3－＋H2O=CO32－+Al(OH)3↓，故答案为：铝硅酸钠、氧化铁；AlO2－＋HCO3－＋H2O=CO32－+Al(OH)3↓；
（3）铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN，在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是NH4Cl分解产生的HCI能够破坏Al表面的Al2O3薄膜，使铝更容易与氮气反应，故答案为：NH4Cl分解产生的HC能够破坏Al表面的Al2O3薄膜；
（4）由图可知，阳极反应为4CO32－＋2H2O－4e－=4HCO3－＋O2↑，阴极上氢离子得到电子生成氢气，已知F＝96500C／mol，当I＝0.5A时，通电80min，电量为0.5A×4800s=2400C，转移电子的物质的量为：
0.02487mol，理论上阴极获得H2（标准状况下）的体积为：0.02487mol ×0.5×22.4L/mol
，故答案为：4CO32－＋2H2O－4e－=4HCO3－＋O2↑；0.28；
（5）铝氢化钠（NaAlH4）遇水发生剧烈反应产生大量气泡，反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为：NaAlH4+2H2O=NaAlO2＋4H2↑，故答案为：NaAlH4+2H2O NaAlO2＋4H2↑
【题目】决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题：
(1)已知元素M是组成物质Ca5(PO4)3F的一种元素。元素M的气态原子逐个失去第1个至第5个电子所需能量(即电离能，用符号I1至I5表示)如表所示：
I1 | I2 | I3 | I4 | I5 | |
电离能 | 589.8 | 1145.4 | 4912.4 | 6491 | 8153 |
元素M化合态常见化合价是_________价，其基态原子电子排布式为_________。
(2)Ca3(PO4)3F中非金属元素电负性由大到小的顺序为_________。
(3)PO43-的中心原子的杂化方式为_________，该离子的空间构型为_________，键角为________，其等电子体有_________ (请写出两种)。
(4)CaF2晶胞结构如图所示，则CaF2晶体中与Ca2+最近且等距离的Ca2+数目为_________；已知Ca2+和F半径分别为a cm、b cm，阿伏加德罗常数为NA，M为摩尔质量，则晶体密度为________g·cm3(不必化简)。
(5)已知MgO与CaO的晶体结构相似，其摩氏硬度的大小关系为_________，原因为___________。
【题目】如图所示装置(气密性良好)，若先将甲中液体滴入丙中，观察到气球明显鼓起，一段时间后恢复原状；再将乙中液体滴入丁中，气球又明显鼓起。下列组合正确的是（ ）
选项 | 滴管甲 | 烧杯丙 | 滴管乙 | 烧杯丁 |
A | 双氧水 | 二氧化锰 | 水 | 氢氧化钙 |
B | 稀硫酸 | 镁 | 盐酸 | 碳酸钙 |
C | 水 | 氢氧化钠 | 水 | 硝酸铵 |
D | 水 | 氧化钙 | 盐酸 | 镁 |
A.AB.BC.CD.D
