铝及其化合物在工农业生产及日常生活中有重要用途.请完成下列问题．(1)铝原子核外自旋方向相同的电子最多有7个.与铝同族的第四周期元素原子的价电子排布式为4s24p1．(2)LiAlH4是一种特殊的还原剂.可将羧基直接还原成醇．CH3COOH分子中σ键与π键个数之比7:1．(3)工业上可用Al2O3.N2.C在高温下制备一种高温结构陶瓷.其晶胞如图1� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

14．铝及其化合物在工农业生产及日常生活中有重要用途，请完成下列问题．
（1）铝原子核外自旋方向相同的电子最多有7个，与铝同族的第四周期元素原子的价电子排布式为4s²4p¹．
（2）LiAlH₄是一种特殊的还原剂，可将羧基直接还原成醇．

CH₃COOH分子中σ键与π键个数之比7：1．
（3）工业上可用Al₂O₃、N₂、C在高温下制备一种高温结构陶瓷，其晶胞如图1（与金刚石相似）．
①晶胞中N原子配位数为4，该晶胞中含有4个Al原子．
②该化合物的晶体类型为原子晶体．
（4）AlCl₃在183℃开始升华，溶于水、乙醚等，其二聚物的结构如图2所示，其中Al原子的杂化方式为sp³，在图中用“→”标出分子中的配位键．

分析（1）Al原子核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p¹，原子核外有7个轨道，不同轨道上的电子自旋方向可能相同；
（2）单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键；
（3）①该晶胞中N原子位于每个小立方体中心，所以N原子配位数是4；利用均摊法计算Al原子个数；
②该晶体为四面体结构单元的高温结构陶瓷；
（4）氯化铝属于分子晶体，Al原子与Cl之间形成3个共价键、1个配位键，杂化轨道数目为4．

解答解：（1）Al原子核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p¹，原子核外有7个轨道，不同轨道上的电子自旋方向可能相同，所以铝原子核外自旋方向相同的电子最多有7个；与铝同族的第四周期元素原子的价电子为4s、4p电子，其价电子排布式为4s²4p¹，故答案为：7；4s²4p¹；
（2）单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键，故CH₃COOH分子中含有7个σ键、1个π键，二者数目之比为7：1，故答案为：7：1；
（3）①该晶胞中N原子位于每个小立方体中心，所以N原子配位数是4；利用均摊法计算Al原子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故答案为：4；4；
②该物质为高温结构陶瓷，该晶胞的构成微粒是原子，所以属于原子晶体，故答案为：原子晶体；
（4）根据图知，该物质中每个Al原子含有4个共价键，每个Al原子含有3个价电子电子，Al原子提供空轨道与Cl原子提供的孤对电子形成配位键，杂化轨道数目为4，Al原子杂化方式为sp³，所以其配位键为，
故答案为：sp³；．

点评本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、杂化方式判断、晶胞计算、化学键、价层电子对互斥理论等，是对物质结构的综合考查．

练习册系列答案

5．氯气是一种重要的化工原料，在工农业生产、生活中有着重要的应用．请你根据所学知识回答下列问题：
Ⅰ．把氯气缓慢通入紫色石蕊溶液中，可以观察到的现象是：紫色石蕊溶液先变成红色，然后颜色逐渐变浅，最后变为无色（红色退去）．
请你解释其中的原因Cl₂+H₂O?HCl+HClO，盐酸有酸性，使紫色石蕊溶液先变成红色；HClO具有漂白性，使红色溶液褪色成无色溶液．
Ⅱ．某化学兴趣小组计划用氯气和氢氧化钠制取简易消毒液．
（1）其反应原理为：（用化学方程式表示）Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．
（2）实验室配制好4.0mol•L^-1的NaOH溶液，这种溶液50mL才能与2.24L氯气（标准状况）恰好完全反应．
（3）配制250mL 4.0mol•L^-1 NaOH溶液的实验步骤：
a．计算需要氢氧化钠固体的质量
b．称量氢氧化钠固体
c．将烧杯中的溶液注入容量瓶，并用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁2～3次，洗涤液也注入容量瓶．
d．用适量蒸馏水溶解称量好的氢氧化钠固体，静置冷却．
e．盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀．
f．继续向容量瓶中加蒸馏水至刻度线下1cm～2cm时，改用胶头滴管加蒸馏水至凹液面与刻度线相切．
①用天平称量的所需氢氧化钠固体的质量是40.0g．
②上述步骤的正确操作顺序是a b d c f e．
③上述实验需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、250mL容量瓶．

2．某科研小组探究工业废Cu粉（杂质可能含有SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃中的一种或几种）的组成并制备少量CuSO₄•5H₂O，实现废物综合利用．他们进行了两组实验，过程如下：
Ⅰ：

Ⅱ：

（1）废Cu粉中含有的杂质是SiO₂、Fe₂O₃．
（2）分别写出过程①③中发生反应的离子方程式：
①Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Al₂O₃+6H⁺═2Al³⁺+3H₂O、Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺；③SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O、Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．
（3）综合过程Ⅰ、II，计算工业废Cu粉中各成分的质量之比是m（Fe₂O₃）：m（Cu）：m（SiO₂）=16：16：15（可不必化简）．（4）已知25℃时：

电解质	Cu（OH）₂	Fe（OH）₂	Fe（OH）₃
开始沉淀时的pH	5.4	6.5	3.5
完全沉淀时的pH	6.4	9.6	4.0

从Ⅱ中所得蓝色溶液中分离提纯得到CuSO₄•5H₂O晶体，需要经过下列步骤：
a、向蓝色溶液中加入一定量的H₂O₂ 溶液；
b、调节溶液的pH为4.0≤pH＜5.4之间；
c、然后过滤、结晶，再过滤，可得CuSO₄•5H₂O．
下列关于实验操作的叙述中，正确的是ACD（填字母）．
A．H₂O₂是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染
B．将Fe²⁺氧化为Fe³⁺的主要原因是Fe（OH）₂沉淀比Fe（OH）₃沉淀较难过滤
C．上述步骤c中第一次过滤是为了得到滤液，第二次过滤是为了得到固体
D．在pH＞4的溶液中Fe³⁺一定不能大量存在．

9．元素周期表反映了元素性质的周期性变化规律．请根据短周期元素在周期表中的位置、结构和相关性质，回答下列问题：
（1）第VIA族元素形成的气态氢化物中沸点最高的是H₂O（用分子式表示），原因是H₂O分子间可以形成氢键，该分子的空间构型为V形．
（2）第二周期元素中，除Be、B、Ne三种元素外，其他元素的氢化物沸点如表1所示，其中E的化学式为CH₄；第三周期元素单质的熔点（℃）变化如图a所示，其中h的元素符号为Si．（表1）

氢化物	A	B	HF	D	E
沸点/℃	1317	100	19.5	-33.35	-164

（3）第二、第三周期的某些元素能形成单质甲和化合物乙，它们具有图b所示的结构单元，甲和乙的晶体类型相同，甲的某种同素异形体与乙在高温时能发生置换反应生成h的单质和CO．若该反应生成的h的单质含有1mol共价键，则参加反应的乙的质量为30g．
（4）碳元素的某种单质具有平面层状结构，该单质的名称为石墨；同一层中的原子构成许多的正六边形，单质与熔融的钾相互作用，形成某种青铜色的物质（其中的元素钾用“●”表示），原子分布如图c所示，该物质的化学式为KC₈．

19．下列对能量转化的认知中，不正确的是（　　）

	A．	白炽灯工作时，电能全部转化为光能
	B．	风力发电时，风能主要转化为电能
	C．	煤燃烧时，化学能主要转化热能
	D．	电解水生成H₂和O₂时，电能主要转化为化学能

6．

25°C时，向25ml 0.1wol•L^-1 H₂C₂O₄溶液中滴加同浓度的NaOH溶液，混合溶液的pH随滴加NaOH溶液体积的变化如图所示．下列有关叙述错误的是（　　）

	A．	HC₂O₄^-的电离程度大于其水解程度
	B．	B点时溶液中含有NaHC₂O₄和Na₂C₂O₄
	C．	A点时，c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HC₂O₄^-）+2c（C₂O₄^2-）
	D．	C点时，c（Na⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（HC₂O₄^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）

3．下列物质与其用途完全符合的是（　　）
①Na₂O₂-供氧剂
②晶体Si-太阳能电池
③AgI-人工降雨
④NaCl-制纯碱
⑤Al₂O₃-焊接钢轨
⑥NaClO-消毒剂
⑦Fe₂O₃-红色油漆或涂料
⑧SO₂-食品防腐剂
⑨NH₃-制冷剂
⑩水玻璃-耐火材料．

4．除去下列物质中所含少量杂质（括号内为杂质），所选的试剂和分离方法能达到实验目的是（　　）

	混合物	试剂	分离方法
A	苯（苯酚）	溴水	过滤
B	甲烷（乙烯）	酸性高锰酸钾溶液	洗气
C	乙酸乙酯（乙酸）	NaOH溶液	蒸馏
D	苯（甲苯）	酸性高锰酸钾溶液 NaOH溶液	分液

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