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【题目】我国自主研制的C919大型客机的机身大量采用第三代铝锂合金减重并提高刚度。某铝锂合金成分(质量百分比)如下(Bal指剩余的百分含量):

成分

Si

Fe

Cu

Mn

Mg

Zn

Ti

Li

Al

含量

0.08

0.1

2.9~3.5

0.5

0.25~0.8

0.25

0.1

0.8~1.1

Bal

为了使合金具有高耐腐性能,通常先用酸腐蚀除去铝锂合金表面的氧化层,再进行氧化处理,并进行适当封闭,以提高合金表面耐腐蚀性能。仔细阅读上述信息,回答下列问题:

(1)铝锂合金可用于制造飞机,铝锂合金材料的主要特点是______________________________。

(2)铝元素原子核外有_____种不同运动状态的电子,最外层电子排布式为___________。

(3)碱腐蚀工艺采用40~60g/L的NaOH溶液,在40~55℃下处理0.5~2min时间。写出碱腐蚀主要反应的化学方程式_____________________________(写一个即可)。

(4) 镁与铝也是构成轻合金的两种常见金属,请从原子结构角度分析比较它们金属性的强弱_____________

(5) 向镁铝合金滴入盐酸至恰好全部溶解,再逐渐滴入氢氧化钠溶液至过量,在滴氢氧化钠过程中观察到的现象有:______________________________________;写出其现象中的一个离子方程式_________________。

【答案】轻、坚固(或硬) 13 3s23p1 2NaOH+Al2O3 = 2NaAlO2+H2O 镁与铝元素原子电子层数相同,镁原子核电荷数少、半径大、更易失去电子,所以镁的金属性强于铝 先产生白色沉淀,后沉淀部分溶解 ;,或(任写一个)

【解析】

(1)合金具有组成成分各自的优良特点,结合已知信息作答;

(2)每个电子在核外运动状态均不相同;依据泡利原理书写核外电子排布式;

(3)氧化铝可与碱发生反应生成偏铝酸钠与水;

(4)同周期元素,核电荷数少、半径大容易失去电子;

(5)镁离子、铝离子与氢氧化钠反应先生成氢氧化镁和氢氧化铝沉淀,继续滴加氢氧化钠,氢氧化铝沉淀溶解,但氢氧化镁沉淀不溶解,据此作答;

(1)第三代铝锂合金减重并提高刚度,其特点是轻、坚固(或硬),

故答案为:轻、坚固(或硬);

(2)Al为13号元素,核外电子数等于质子数,为13,所以有13种不同运动状态的电子,最外层为M层,有三个电子,其电子排布式为3s23p1,

故答案为:13;3s23p1;

(3)碱可溶解氧化铝,其化学方程式为:2NaOH+Al2O3 = 2NaAlO2+H2O,

故答案为:2NaOH+Al2O3 = 2NaAlO2+H2O;

(4)铝与镁均处于第三周期,镁元素镁原子核电荷数少、半径大、更易失去电子,所以镁的金属性强于铝,

故答案为:镁与铝元素原子电子层数相同,镁原子核电荷数少、半径大、更易失去电子,所以镁的金属性强于铝;

(5)向镁铝合金滴入盐酸至恰好全部溶解,生成氯化铝和氯化镁,滴加氢氧化钠时,均生成氢氧化物而沉淀下来,相应的离子方程式为:和,继续滴加氢氧化钠后,因氢氧化铝会与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水,其离子方程式为:,而氢氧化镁不反应,所以沉淀部分溶解,

故答案为:先产生白色沉淀,后沉淀部分溶解;,或(任写一个)。

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【题目】合成气(主要成分为CO、CO2和H2)是重要的化工原料,可利用合成气在催化剂存在下直接制备二甲醚(CH3OCH3)。

己知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.0kJ·mol-1

CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.1 kJ·mol-1

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H3=-24.5 kJ·mol-1

(1)工业上用CO2和H2在一定条件下反应直接制备二甲醚,主反应为:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)

①要使该反应速率和产率都增大,应该采取的措施是__________;若想减少副反应,大幅度提高二甲醚在产物中所占比率的关键因素是__________。

②一定条件下.上述主反应达到平衡状态后,若改变反应的某一个条件,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是__________(填标号)。

a.逆反应速率先增大后减小 b.H2的转化率增大

c.反应物的体积百分含量减小 d.容器中的变小

③在某压强下,制备二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时CO2的转化率如图(a)所示。T1温度下,将6molCO2和12molH2充入10L的密闭容器中, 5 min后反应达到平衡状态,则05 min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=__________;KA、 KB、 KC三者之间的大小关系为___________。

(2)在适当条件下由CO和H2直接制备二甲醚,另一产物为水蒸气。

①该反应的热化学方程式是_______________________________。

②CO的转化率、二甲醚的产率与反应温度的关系如图(b)所示,请解释290℃后升高温度,CH3OCH3产率逐渐走低的原因可能是________________________________。

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