Question

工业上制取冰晶石（Na₃AlF₆）的化学方程式如下：2Al（OH）₃+12HF+3Na₂CO₃→2Na₃AlF₆+3CO₂↑+9H₂O
完成下列填空：
（1）反应中四种元素对应的简单离子核外电子排布相同，请按离子半径从大到小的顺序排列这这四种离子

 

，其中原子序数最大的元素原子核外有

 

种能量不同的电子，其最外层电子的电子云有

 

种不同的伸展方向．
（2）反应中有两种元素在元素周期表中位置相邻，能比较它们的金属性或非金属性强弱的事实是

 

（选填编号）．
a．气态氢化物的稳定性         
b．最高价氧化物对应水化物的酸性
c．单质与氢气反应的难易       
d．单质与同浓度酸发生反应的快慢
（3）反应中两种金属元素，它们的最高价氧化物对应的水化物之间发生反应的离子方程式为

 

．
（4）冰晶石在工业上可做电解氧化铝的助熔剂，此反应中若有0.6mol电子转移，则在

 

极可得金属铝的质量为

 

克．
（5）工业上不采用电解氯化铝的方法而是采用电解氧化铝的方法获得铝单质的原因是：

 

．

Answer 1

考点：微粒半径大小的比较,元素周期律的作用,氧化还原反应

专题：

分析：（1）电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小；原子序数最大的为Al，不同能级中的电子能量不同；最外层为3s²3p¹，有2种电子云；
（2）反应中两种元素在元素周期表中位置相邻，为O元素与氟元素，可以根据氢化物稳定性、单质与氢气反应难易程度比较，O、F元素没有含氧酸，不能用最高价氧化物对应水化物的酸性，单质与酸反应快慢不能比较非金属性强弱；
（3）氢氧化钠与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠与水；
（4）电解池阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，而铝离子发生还原反应，应在阴极析出；根据电子转移守恒计算Al的物质的量，进而计算Al的质量；
（5）氯化铝为共价化合物，晶体中不存在离子，熔融时不能导电．

解答： 解：（1）O^2-、F^-、Na⁺、Al³⁺电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径：O^2-＞F^-＞Na⁺＞Al³⁺；原子序数最大的为Al，核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p¹，不同能级中的电子能量不同，核外有5种不同能量的电子；最外层为3s²3p¹，有2种电子云，故答案为：O^2-＞F^-＞Na⁺＞Al³⁺；5；2；
（2）反应中两种元素在元素周期表中位置相邻，为O元素与氟元素，
a．氢化物越稳定，非金属性越强，故a正确；
b．O、F元素没有含氧酸，不能用最高价氧化物对应水化物的酸性，故b错误；
c．单质与氢气反应越容易，对应元素的非金属性越强，故c正确；
d．单质与同浓度酸发生反应的快慢不能判断非金属性强弱，如氧气与硝酸不反应，而S、碘与硝酸反应，故d错误，
故选：ac；
（3）氢氧化铝是两性氢氧化物，能和氢氧化钠反应，反应离子方程式为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（4）电解池阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，而铝离子发生还原反应，应在阴极析出；根据电子转移守恒，析出Al的物质的量为

0.6mol

3

=0.2mol，故析出Al的质量为0.2mol×27g/mol=5.4g，
故答案为：阴；5.4；
（5）因为氯化铝为共价化合物，属于分子晶体，晶体中不存在离子，熔融时不能导电，故不能被电解；而氧化铝为离子化合物，熔融状态可以导电，
故答案为：因为氯化铝为共价化合物，属于分子晶体，晶体中不存在离子，熔融时不能导电，故不能被电解；而氧化铝为离子化合物，熔融状态可以导电．

点评：本题考查知识较多，涉及微粒半径比较、核外电子排布、元素周期律、离子方程式、电解池原理等，属于拼合型题目，需要学生具备扎实的基础，（2）中b选项为易错点，学生容易忽略O、F没有含氧酸，难度中等．