Question

15．铝是目前人们在生产、生活中使用较多的一种金属．
（1）铝原子的电子排布如图所示，下列说法正确的是D（填序号）．
A．铝的相对原子质量为13
B．铝元素是地壳中含量最多的元素
C．铝原子在反应中容易得到电子
D．铝元素在化合物中的化合价为+3价
（2）在做活泼金属与酸反应的实验中，小明误将氢氧化钠溶液当成酸滴加到金属铝中，结果发现也有气泡产生，为了解该气体的成分，化学实验小组进行了以下探究活动．
【提出猜想】小明猜想是氧气；小红猜想是氢气；小亮猜想是二氧化碳．
其他同学认为小亮的猜想是错误的，理由是反应物中不含碳元素．
【进行实验】利用图1和图2所示的装置分别进行实验．

①小明：反应一段时间后，将带火星的木条放在a处，观察到带火星的木条不复燃，则他的猜想错误．
②小红：用图2所示装置干燥从a导管出来的气体，将管口a与c（填“b”或“c”）端管口连接，反应一段时间，点燃干燥的气体，通过对现象的分析，得出她的猜想争取．
【得出结论】铝、氢氧化钠和水反应生成氢气和偏铝酸钠（NaAlO₂），反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑．
【交流讨论】有同学认为，小红的实验方案有欠缺，步骤中存在安全隐患，理由是氢气具有可燃性，点燃时易发生爆炸．
【反思提升】许多重大科学发展，源自对实验中异常现象的大胆质疑，伸入研究．下列科学成果中AC是通过对异常现象研究得出的．
A．波义耳不慎将浓盐酸溅到花瓣上从而发现了酸碱指示剂
B．侯德榜潜心研究制碱技术发明了联合制碱法
C．拉瓦锡伸入研究前人忽视的异常现象发现了氧气
D．张青莲主持测定了多种元素的相对原子质量的新值
（3）若用足量的铝与40g氢氧化钠溶液反应制取1.2g氢气，则所需氢氧化钠溶液的质量分数是多少？

Answer 1

分析 （1）
A、根据原子的结构示意图的意义解答；
B、根据氧元素是地壳中含量最多的元素解答；
C、根据由该元素的原子结构示意图可知，最外层电子数是3，小于4，该元素的原子容易失去电子解答；
D、根据由该元素的原子结构示意图可知，最外层电子数是3，小于4，该元素的原子容易失去电子解答；
（2）【提出猜想】根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变解答；
【进行实验】①根据氧气能够支持燃烧解答；
②根据浓硫酸干燥气体是从长管进解答；
【得出结论】根据铝、氢氧化钠和水反应生成氢气和偏铝酸钠（NaAlO₂），写出反应的化学方程式解答；
【交流讨论】根据氢气具有可燃性，点燃时易发生爆炸解答；
【反思提升】根据研究成果分析解答．
（3）根据氢气的质量利用反应的化学方程式解答．

解答 解：
（1）
A、据铝原子的结构示意图可知：铝原子的相质子数为13，无法确定相对原子质量，故错误；
B、氧元素是地壳中含量最多的元素，铝位于第二，故错误；
C、由该元素的原子结构示意图可知，最外层电子数是3，小于4，该元素的原子容易失去电子，故正确；
D、由该元素的原子结构示意图可知，最外层电子数是3，小于4，该元素的原子容易失去电子，形成阳离子，铝元素在化合物中的化合价为+3价，故正确．
（2）：【提出猜想】根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，反应前无碳元素，反应后也无碳元素，故小雨猜想是错误的；
【进行实验】①氧气能够支持燃烧，反应一段时间后，将带火星的木条放在a处，观察到带火星的木条不复燃，则她的猜想是错误的．
②浓硫酸干燥气体是从长管进，用图Ⅱ所示装置干燥从a导管出来的气体，将管口a与c端管口连接；
【得出结论】铝、氢氧化钠和水反应生成氢气和偏铝酸钠（NaAlO₂），反应的化学方程式为：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
【交流讨论】氢气具有可燃性，点燃时易发生爆炸；
【反思提升】根据研究成果可知：有两项是通过对异常现象研究得出的．它们是波义耳不慎将浓盐酸见到花瓣上从而发现了酸碱指示剂，拉瓦锡深入研究前人忽视的异常现象发现了氧气；
（3）所需氢氧化钠的质量为x
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
      80                6
      x                 1.2g
$\frac{80}{x}=\frac{6}{1.2g}$
x=16g
则所需氢氧化钠溶液的质量分数是：$\frac{16g}{40g}×$100%=40%．
故答案为：
（1）D；
（2）【提出猜想】化学反应前后元素的种类不变，反应前无碳元素，反应后也无碳元素；
【进行实验】①带火星的木条不复燃；②c；
【得出结论】2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
【交流讨论】氢气具有可燃性，点燃时易发生爆炸；
【反思提升】AC．
（3）则所需氢氧化钠溶液的质量分数是40%．

点评 题主要考查学生运用所学化学知识综合分析和解决实际问题的能力．增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力．