Question

20．铝及其化合物在生产、生活等方面有广泛的应用．
（1）铝元素位于周期表中第三周期ⅢA族．硼、镓与铝位于同一主族，现有下列三种物质：①Na[Al（OH）₄]、②Na[B（OH）₄]、③Na[Ga（OH）₂]，浓度相同的这三种物质的溶液pH由大到小的顺序为③＞①＞②（用序号表示）．{Na[Al（OH）₄]也可表示偏铝酸钠，硼、镓类似}
（2）将20.0mL 0.1mol/L Ba（OH）₂溶液和20.0mL 0.1mol/L NH₄A1（SO₄）₂溶液混合，所得溶液中Al³⁺、NH₄⁺、SO₄^2-、OH^-、H⁺的浓度由大到小的顺序为c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（Al³⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（3）氮化铝（A1N）是一种新型的无机非金属材料，可用作热交换器材料．某A1N样品中仅含有A1₂O₃杂质，为测定A1N的含量，甲组同学设计了如图流程：

已知：AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑．
①过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒．
②实验过程中，称得样品的质量为4.2g，最后得到的固体为5.1g，则样品中A1N的质量分数为97.62%．（不考虑整个过程中的损耗）

Answer 1

分析 （1）对于主族元素，周期数=电子层数，族序数=最外层电子数．据此判断该元素在周期表中位置；根据同主族元素原子序数越大，金属性越强，其对应的盐碱性越强；
（2）将20.0mL 0.1mol/L Ba（OH）₂溶液和20.0mL 0.1mol/L NH₄A1（SO₄）₂溶液混合，即两者等物质的量混合，所以2mmol的硫酸钡和$\frac{4}{3}$mmol的氢氧化铝，所以溶液中含有2mmol的硫酸根离子，2mmol的铵根离子和$\frac{2}{3}$mmol的铝离子，弱离子铵根离子和铝离子的水解溶液呈酸性；
（3）①过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒；
②煅烧得氧化铝，根据铝守恒分析得：2A1N～～A1₂O₃，由关系式求氮化铝的质量，然后代入质量分数进行计算．

解答 解：（1）原子序数为13的元素，质子数为13，核外电子数为13，有3个电子层，最外层有3个电子，位于周期表中第三周期第ⅢA族；同主族元素原子序数越大，金属性越强，其对应的盐溶液碱性越强，镓、硼与铝位于同一主族，金属性镓＞铝＞硼，故碱性Na[Ga（OH）₄]＞Na[A1（OH）₄]＞Na[B（OH）₄]，故答案为：三；ⅢA；③＞①＞②；
（2）将20.0mL 0.1mol/L Ba（OH）₂溶液和20.0mL 0.1mol/L NH₄A1（SO₄）₂溶液混合，即两者等物质的量混合，所以2mmol的硫酸钡和$\frac{4}{3}$mmol的氢氧化铝，所以溶液中含有2mmol的硫酸根离子，2mmol的铵根离子和$\frac{2}{3}$mmol的铝离子，弱离子铵根离子和铝离子的水解溶液呈酸性，所以离子浓度的大小为：c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺ ）＞c（Al³⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），故答案为：c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺ ）＞c（Al³⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（3）①过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，故答案为：玻璃棒；
②煅烧得氧化铝，根据铝守恒分析得：2A1N～～A1₂O₃，
                                                   2×（27+14）102 
                                                    m（A1N）          5.1g 
所以$\frac{2×（27+14）}{m（AlN）}=\frac{102}{5.1g}$，解之得：m（A1N）=4.1g，则样品中A1N的质量分数为 $\frac{4.1g}{4.2g}×100%$=97.62%，
答：样品中A1N的质量分数为97.62%．

点评 此题是盐水解程度和利用化学方程式计算相结合的题目以及离子浓度大小的，难度中等，该题步骤较多，应认真分析，另外要掌握关系法的应用．