题目内容
铝及其化合物用途广泛（1）铝元素的离子结构示意图为
（2）下列实验能说明Al的金属性（原子失电子能力）小于Na的是
a．分别将Na和Al同时放人冷水中
b．测定等物质的量的Na和A1与酸反应生成H2的体积
c．向Al（OH）3悬浊液中加人足量NaOH溶液
d．用pH计测量NaCl溶液与AlC13溶液的pH
（3）工业上，用冰晶石作助熔剂、石墨作电极电解熔融氧化铝制铝，每生产1吨Al，阳极大约会损失0.6吨的石墨，则石墨被氧化为
（4）碳在高温下与Al2O3反应生成Al4C3固体与CO2该反应每转移1mol电子，吸热a kJ，
该反应的热化学方程式为
（5）室温下，往0.2mol?L-1Al2（ SO4）溶液中逐滴加人1.0mol?L-1 NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化的曲线如图所示
①a点溶液呈酸性的原因是（用离子方程式表示）
②c→d时，A1元素的主要存在形式是
③根据图中数据计算，A1（OH）3的KSP≈
考点：常见金属元素的单质及其化合物的综合应用,原子结构示意图,热化学方程式,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
专题：
分析：（1）铝离子的核电荷数为13，核外电子总数为10，最外层为8个电子；
（2）比较元素的金属性，可通过①最高价氧化物的水化物的碱性强弱；②与水或酸反应的剧烈程度；③金属之间的置换反应；④构成原电池的正负极等角度比较；
（3）用冰晶石作助熔剂、石墨作电极电解熔融氧化铝制铝，石墨被氧化产物可能为CO或者CO2，或者二者混合物，设石墨被氧化后的价态为+n价，则：C→Cn+～ne-，Al3+→Al～3e-，依据氧化还原反应中得失电子守恒计算；
（4）写出反应的化学方程式，然后计算出2mol氧化铝完全反应吸收热量，然后写出该反应的热化学方程式；
（5）（5）①a点时为硫酸铝溶液，铝离子部分水解，溶液显示碱性；
②cd段铝离子完全转化成氢氧化铝沉淀；
③根据b点溶液pH=5计算出氢氧根离子浓度，此时开始生成氢氧化铝沉淀，铝离子浓度约为0.4mol/L，据此计算出氢氧化铝的溶度积．
（2）比较元素的金属性，可通过①最高价氧化物的水化物的碱性强弱；②与水或酸反应的剧烈程度；③金属之间的置换反应；④构成原电池的正负极等角度比较；
（3）用冰晶石作助熔剂、石墨作电极电解熔融氧化铝制铝，石墨被氧化产物可能为CO或者CO2，或者二者混合物，设石墨被氧化后的价态为+n价，则：C→Cn+～ne-，Al3+→Al～3e-，依据氧化还原反应中得失电子守恒计算；
（4）写出反应的化学方程式，然后计算出2mol氧化铝完全反应吸收热量，然后写出该反应的热化学方程式；
（5）（5）①a点时为硫酸铝溶液，铝离子部分水解，溶液显示碱性；
②cd段铝离子完全转化成氢氧化铝沉淀；
③根据b点溶液pH=5计算出氢氧根离子浓度，此时开始生成氢氧化铝沉淀，铝离子浓度约为0.4mol/L，据此计算出氢氧化铝的溶度积．
解答：
解：（1）铝离子的核电荷数为13，最外层达到8电子稳定结构，铝离子结构示意图为
，故答案为：；
（2）a．金属性越强，与水反应越剧烈，分别将Na和Al同时放入冷水中，Na与水的反应比Al剧烈，说明Al的金属性（原子失电子能力）小于Na，故a正确；
b．等物质的量的Na和Al与酸反应生成H2的体积与金属失电子多少有关，与金属性的强弱无关，故b错误；
c．金属性越强，对应最高价氧化物的水化物的碱性越强，Al（OH）3能溶于NaOH溶液，说明碱性：Al（OH）3小于NaOH，则，说明Al的金属性（原子失电子能力）小于Na，故c正确；
d．用pH计测量NaCl溶液与AlCl3溶液的PH，AlCl3溶液的PH小于7，NaCl溶液的pH=7，则AlCl3在溶液中水解，则碱性：Al（OH）3小于NaOH，说明Al的金属性（原子失电子能力）小于Na，故d正确；
故答案为：acd；
（3）每生产1吨Al转移的电子数为
×3，0.6吨的石墨失去的电子数为：
×n，依据氧化还原反应中得失电子守恒：
×3=
×n，得n≈2.2，2＜2.2＜4，所以石墨被氧化为CO和CO2混合物，
故答案为：CO和CO2；
（4）碳在高温下与Al2O3反应生成Al4C3固体与CO2，该反应的化学方程式为：2Al2O3+6C=Al4C3+3CO2，2mol氧化铝完全反应转移了12mol电子，由于每转移1mol电子吸热a kJ，则2mol氧化铝完全反应吸收12akJ热量，该反应的热化学方程式为：2Al2O3（s）+6C（s）=Al4C3（s）+3CO2（g）△H=+12akJ/mol，
故答案为：2Al2O3（s）+6C（s）=Al4C3（s）+3CO2（g）△H=+12akJ/mol；
（5）①硫酸铝为强酸弱碱盐，铝离子部分水解溶液显酸性，水解离子反应为：Al3++3H2O?Al（OH）3+3H+，故答案为：Al3++3H2O?Al（OH）3+3H+；
②a-b段，发生反应：H++OH-═H2O，b-c段溶液的pH变化不大，主要发生反应：Al3++3OH-═Al（OH）3↓，则加入的OH-主要用于生成Al（OH）3沉淀；c-d段溶液pH变化较大，此时铝离子完全转化成氢氧化铝沉淀；d-e段溶液pH变化不大，Al（OH）3沉淀开始溶解生成NaAlO2，e点后氢氧化铝完全溶解，根据以上分析可知，则c→d时，A1元素的主要存在形式为：Al（OH）3，故答案为：Al（OH）3；
③b点时溶液的pH=5，此时开始生成氢氧化铝沉淀，b点时铝离子浓度为：0.2mol/L×2=0.4mol/L，氢氧根离子浓度为：1×10-9mol/L，则氢氧化铝的溶度积为：KSP≈0.4×（1×10-9）3=4×10-28，
故答案为：4×10-28．
，故答案为：；（2）a．金属性越强，与水反应越剧烈，分别将Na和Al同时放入冷水中，Na与水的反应比Al剧烈，说明Al的金属性（原子失电子能力）小于Na，故a正确；
b．等物质的量的Na和Al与酸反应生成H2的体积与金属失电子多少有关，与金属性的强弱无关，故b错误；
c．金属性越强，对应最高价氧化物的水化物的碱性越强，Al（OH）3能溶于NaOH溶液，说明碱性：Al（OH）3小于NaOH，则，说明Al的金属性（原子失电子能力）小于Na，故c正确；
d．用pH计测量NaCl溶液与AlCl3溶液的PH，AlCl3溶液的PH小于7，NaCl溶液的pH=7，则AlCl3在溶液中水解，则碱性：Al（OH）3小于NaOH，说明Al的金属性（原子失电子能力）小于Na，故d正确；
故答案为：acd；
（3）每生产1吨Al转移的电子数为
| 1T |
| 27 |
| 0.6T |
| 12 |
| 1T |
| 27 |
| 0.6T |
| 12 |
故答案为：CO和CO2；
（4）碳在高温下与Al2O3反应生成Al4C3固体与CO2，该反应的化学方程式为：2Al2O3+6C=Al4C3+3CO2，2mol氧化铝完全反应转移了12mol电子，由于每转移1mol电子吸热a kJ，则2mol氧化铝完全反应吸收12akJ热量，该反应的热化学方程式为：2Al2O3（s）+6C（s）=Al4C3（s）+3CO2（g）△H=+12akJ/mol，
故答案为：2Al2O3（s）+6C（s）=Al4C3（s）+3CO2（g）△H=+12akJ/mol；
（5）①硫酸铝为强酸弱碱盐，铝离子部分水解溶液显酸性，水解离子反应为：Al3++3H2O?Al（OH）3+3H+，故答案为：Al3++3H2O?Al（OH）3+3H+；
②a-b段，发生反应：H++OH-═H2O，b-c段溶液的pH变化不大，主要发生反应：Al3++3OH-═Al（OH）3↓，则加入的OH-主要用于生成Al（OH）3沉淀；c-d段溶液pH变化较大，此时铝离子完全转化成氢氧化铝沉淀；d-e段溶液pH变化不大，Al（OH）3沉淀开始溶解生成NaAlO2，e点后氢氧化铝完全溶解，根据以上分析可知，则c→d时，A1元素的主要存在形式为：Al（OH）3，故答案为：Al（OH）3；
③b点时溶液的pH=5，此时开始生成氢氧化铝沉淀，b点时铝离子浓度为：0.2mol/L×2=0.4mol/L，氢氧根离子浓度为：1×10-9mol/L，则氢氧化铝的溶度积为：KSP≈0.4×（1×10-9）3=4×10-28，
故答案为：4×10-28．
点评：本题考查了常见金属单质及其化合物性质的综合应用、难溶物溶度积的计算，题目难度中等，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生灵活应用基础知识的能力．
练习册系列答案
相关题目
X+的核外各层电子数分别为2、8，则X元素在周期表中的位置是（ ）
| A、第2周期第0族 |
| B、第3周期第ⅠA族 |
| C、第2周期第ⅠA族 |
| D、第2周期第ⅦA族 |
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| D、两次电流计指针偏转方向相反 |
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利尿酸在奥运会上被禁用的药物，其结构简式如图所示．下列叙述正确的是（ ）
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