Question

11．金屬鋁質輕且有良好的防腐蝕性，在國防工業中有非常重要的作用．請完成下列空白：
（1）鋁元素在周期表中的位置為第三周期第ⅢA族．
（2）在19世紀時，鋁是一種珍貴的金屬．人們最初得到的鋁粒如同珍寶，它的價格同黃金相當．1827年，德國化學家維勒用金屬鉀與無水氯化鋁反應而制得了金屬鋁．用鉀與無水氯化鋁反應制鋁而不用氯化鋁溶液的理由是鉀先與水反應生成KOH，KOH再與氯化鋁反應生成氫氧化鋁，無法得到單質鋁．現代工業煉鋁的原料是通過堿溶法由鋁土礦提取而得，在提取過程中通入的氣體為CO₂．
（3）火箭和導彈表面的薄層是耐高溫物質．將石墨、鋁粉和二氧化鈦按一定比例混合在高溫下煅燒，所得物質可作耐高溫材料，4Al（s）+3TiO₂（s）+3C（s）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Al₂O₃（s）+3TiC（s）△H=-1176kJ．mol^-1，則反應過程中，每轉移1mol電子放出的熱量為98 kJ．
（4）硅與鋁同周期，地殼里硅鋁的含量：硅＞鋁（填＞，＜或=）．硅酸鹽是玻璃 （Na₂CaSi₆O₁₄）的主要成分，Na₂CaSi₆O₁₄也可寫成Na₂O．CaO.6SiO₂．盛放NaOH溶液的試劑瓶若用玻璃瓶塞容易形成粘性的硅酸鹽而無法打開，發生反應的化學方程式SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O．長石是鋁硅鹽酸，不同類長石其氧原子的物質的量分數相同．由鈉長石化學式NaAlSi₃O₈可推知鈣長石的化學式為CaAl₂Si₂O₈．
（5）用鋁和金屬氧化物反應制備金屬單質是工業上較常用的方法．如：2Al+4BaO$\stackrel{高溫}{?}$3Ba↑+BaO．Al₂O₃，利用化學平衡移動原理解釋上述方法可制取金屬Ba的原因是利用Ba的沸點比Al的低，Ba以氣體逸出，使平衡右移．

Answer 1

分析 （1）Al的原子結構為，由原子結構可知位置；
（2）在溶液中K與水反應；氧化鋁與強堿反應生成偏鋁酸鹽，再通二氧化碳可得氫氧化鋁沉淀；
（3）由反應可知，轉移12mol電子放出1176kJ熱量；
（4）地殼里含量前三位的為氧、硅、鋁；二氧化硅與NaOH溶液反應具有粘合性的硅酸鈉；由鈉長石化學式NaAlSi₃O₈可推知鈣長石的化學式，只有Na、Ca的化合價不同；
（5）高溫下，Ba為氣體，從反應體系逸出．

解答 解：（1）Al的原子結構為，由原子結構可知位于第三周期第ⅢA族，故答案為：第三周期第ⅢA族；
（2）在溶液中鉀先與水反應生成KOH，KOH再與氯化鋁反應生成氫氧化鋁，無法得到單質；氧化鋁與強堿反應生成偏鋁酸鹽，再通二氧化碳可得氫氧化鋁沉淀；現代工業煉鋁的原料是通過堿溶法由鋁土礦提取而得，即氧化鋁與強堿反應生成偏鋁酸鹽，再通二氧化碳可得氫氧化鋁沉淀，所以在提取過程中通入的氣體為CO₂；
故答案為：鉀先與水反應生成KOH，KOH再與氯化鋁反應生成氫氧化鋁，無法得到單質；CO₂；
（3）由反應可知，轉移12mol電子放出1176kJ熱量，則每轉移1mol電子放出的熱量為$\frac{1176}{12}$=98kJ，
故答案為：98kJ；
（4）地殼里含量前三位的為氧、硅、鋁，則含量為硅＞鋁；二氧化硅與NaOH溶液反應具有粘合性的硅酸鈉，反應為SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；由鈉長石化學式NaAlSi₃O₈可推知鈣長石的化學式，只有Na、Ca的化合價不同，則鈣長石的化學式為CaAl₂Si₂O₈，
故答案為：＞；SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；CaAl₂Si₂O₈；
（5）高溫下，Ba為氣體，從反應體系逸出，減少生成物，即利用Ba的沸點比Al的低，Ba以氣體逸出，使平衡右移，
故答案為：利用Ba的沸點比Al的低，Ba以氣體逸出，使平衡右移．

點評 本題考查較綜合，涉及物質的性質、位置與結構、化學平衡移動原理的應用等，綜合性較強，側重分析與應用能力的綜合考查，題目難度中等．