题目内容

17．氢氧化钠溶液处理铝土矿并过滤，得到含铝酸钠的溶液．向该溶液中通入二氧化碳，有下列反应：2NaAl（OH）4+CO2→2Al（OH）3↓+Na2CO3+H2O
（1）上述五中物质中沸点最低物质的结构式为O=C=O，由上述物质中的两种元素按原子个数比1：1形成的离子化合物的电子式为或Na+[：H]-（写一例）
（2）Al元素的单质有许多不同于其他金属的特性，请列举2例（也可以用化学方程式表示）2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、2Al+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+2Fe．
（3）氢有3种稳定同位素，H氕、D氘、T氚，分别为丰度a、b、c，则计算氢元素的近似相对原子质量的表达式为a+2b+3c．
甲认为H可以排在周期表ⅠA族，也可以排在ⅦA族；而乙同学认为H也可以与碳一样，排在ⅣA族，乙同学的理由是最高正价与最低负价数值上相等．
（4）己知通入二氧化碳336L（标准状况下），理论上生成Al（OH）330mol，
实际上生成24mol Al（OH）3和15mol Na2CO3，Al（OH）3比理论上要少的原因是：氢氧化钠溶液处理铝土矿时，氢氧化钠过量，（铝酸钠溶液中含有氢氧化钠）并与二氧化碳反应生成碳酸钠．

分析 （1）通常状况下，五种物质中只有二氧化碳为气态，沸点最低，二氧化碳为直线型结构，碳原子和氧原子之间有2对共用电子对，这五种物质中含有钠、铝、氧、氢、碳五种元素，两种元素按原子个数比为1：1形成离子化合物有Na2O2、NaH；
（2）对比铝与其它金属的特性，金属一般与酸反应，不与碱溶液作用，大多数金属不能被浓酸钝化，单质不能发生铝热反应，但铝能和氢氧化钠溶液反应，铝能被浓硫酸或浓硝酸钝化，能发生铝热反应；
（3）氢元素的近似相对原子量为各原子的相对原子量与其百分含量之积的和，ⅦA族元素原子在反应中易获得一个电子，化合价为-1价，ⅣA族元素最高正价与最低负价数值上相等；
（4）根据2NaAl（OH）4+CO2→2Al（OH）3↓+Na2CO3+H2O可知n[Al（OH）3]=2n（CO2），据此计算理论上生成Al（OH）3的量，Al（OH）3比理论上要少，是因为氢氧化钠溶液处理铝土矿时，氢氧化钠过量，（铝酸钠溶液中含有氢氧化钠）并与二氧化碳反应生成碳酸钠．

解答 解：（1）通常状况下，五种物质中只有二氧化碳为气态，沸点最低，二氧化碳为直线型结构，其分子中含有两个碳氧双键，其结构式为：O=C=O，这五种物质中含有钠、铝、氧、氢、碳五种元素，两种元素按原子个数比为1：1形成离子化合物有Na2O2、NaH，Na2O2是钠离子和过氧根离子构成的离子化合物，钠离子失电子形成阳离子，过氧根离子得到电子形成阴离子，电子式为，NaH是离子化合物，由Na+和H-离子组成，电子式为Na+[：H]-，
故答案为：O=C=O；或Na+[：H]-；
（2）金属一般不与碱溶液作用，大多数金属不能被浓酸钝化，单质不能发生铝热反应，但铝能和氢氧化钠溶液反应，化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，铝能被浓硫酸或浓硝酸钝化，能发生铝热反应如与氧化铁反应，化学方程式为：2Al+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+2Fe，
故答案为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；2Al+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+2Fe；
（3）氢有3种稳定同位素，H氕、D氘、T氚，丰度分别为a、b、c，则氢元素的近似相对原子质量为：a×1+b×2+c×3=a+2b+3c，因H像ⅦA族元素原子在反应中易获得一个电子，氢元素显-1价，如NaH，H可以排在周期表ⅠA族，因H最高正价与最低负价数值上相等，所以H也可以与碳一样，排在ⅣA族，
故答案为：a+2b+3c；最高正价与最低负价数值上相等；
（4）336L二氧化碳的物质的量为：$\frac{336L}{22.4L/mol}$=15mol，通入336L二氧化碳由2NaAl（OH）4+CO2→2Al（OH）3↓+Na2CO3+H2O可知，该反应生成的Al（OH）3的物质的量n[Al（OH）3]=2n（CO2）=30mol，氢氧化钠溶液处理铝土矿时，上一步处理所用的氢氧化钠过量，（铝酸钠溶液中含有氢氧化钠）剩余的氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠，导致实际上生成Al（OH）3比理论上要少，
故答案为：30；氢氧化钠溶液处理铝土矿时，氢氧化钠过量，（铝酸钠溶液中含有氢氧化钠）并与二氧化碳反应生成碳酸钠．

点评 本题综合考查铝及其化合物的性质，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意化学用语的规范性，注意铝单质的特性，题目难度中等．

练习册系列答案
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8．下列叙述正确的是（　　）
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5．实验室需要0.80mol/L NaOH溶液475mL和0.40mol/L硫酸溶液500mL．根据这两种溶液的配制情况回答下列问题：
（1）如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是A、C（填序号），配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒（填仪器名称）．
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（4）如何用CO2和50mL 2mol/L NaOH溶液制取50mL 1mol/L Na2CO3溶液？（理论分析）
①写出简要的实验步骤：a、取25 mL NaOH溶液通入过量的CO2气体，至CO2不再溶解；　　
b、小心煮沸溶液1～2分钟，排出溶液中溶解的CO2气体；
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②写出有关反应的化学方程式：NaOH+CO2=NaHCO3、NaHCO3+NaOH=Na2CO3．
12．室温下，0.01mol/L 二元酸H2A溶液的pH=3，下列说法正确的是（　　）
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2．K2Cr2O7是一种橙红色具有强氧化性的化合物，当它在酸性条件下被还原成正三价铬时，颜色变为绿色．据此，当交警发现汽车行驶不正常时，就可上前阻拦，并让司机对填充了吸附有K2Cr2O7的硅胶颗粒的检验装置吹气．若发现硅胶变色达到一定程度，即可证明司机是酒后驾车．这时酒精被氧化为醋酸其反应原理如下：
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请结合上面的描述回答下列问题：
（1）将上述反应改写为离子方程式：2Cr2O72-+3CH3CH2OH+16H+=4Cr3++3CH3COOH+11H2O
（2）如果司机属于醉酒驾车，则检验装置中的硅胶将由橙红色变为绿色
（3）上述反应中氧化剂是K2Cr2O7，还原产物是Cr2（SO4）3（本题中的两个空都需填写物质的化学式）
（4）在上述反应中当有69g酒精发生反应时消耗K2Cr2O7的物质的量是1mol．
9．下列关系一定正确的是（　　）
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B．当溶液中c（H+）＞10-7 mol•L-1时，其pH＞7，溶液呈现碱性
C．当溶液中c（H+）=c（OH-）＞10-7 mol•L-1时，其pH＜7，溶液呈现中性
D．当溶液中c（H+）=c（OH-）＞10-7 mol•L-1时，其pH＜7，溶液呈现酸性
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