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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.

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.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

1.下列敘述不正確的是(  )
A.H2S與SO2、NO與O2、NH3與Cl2在常溫下均不能大量共存
B.SiO2化學性質相對穩定,在一定條件下也能與某些非金屬單質、酸、堿、鹽反應
C.Fe(OH)3、FeCl2、FeCl3、NO、H2SiO3均可通過化合反應得到
D.AlCl3、Fe3O4、NaOH都可通過置換反應一步得到也可通過化合反應一步得到

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

2.硫代硫酸鈉又名“大蘇打”,溶液具有弱堿性和較強的還原性,是棉織物漂白后的脫氯劑,定量分析中的還原劑.硫代硫酸鈉(Na2S2O3)可由亞硫酸鈉和硫粉通過化合反應制得,裝置如圖1所示.

已知:Na2S2O3在酸性溶液中不能穩定存在,有關物質的溶解度曲線如圖2所示.
(1)Na2S2O3•5H2O的制備:
步驟1:只檢查A裝置氣密性的操作是關閉K1、K2,打開上部玻璃塞,向分液漏斗中加水,一段時間后漏斗中液面不再下降,說明氣密性良好.
步驟2:加入藥品,打開K1、關閉K2,加熱.裝置B、D中的藥品可選用下列物質中的ABCD(填編號)
A.NaOH溶液                B.溴水
C.酸性KMnO4溶液           D.飽和NaHCO3溶液
步驟3:C中混合液被氣流攪動,反應一段時間后,硫粉的量逐漸減少.
步驟4:過濾C中的混合液,將濾液經過加熱濃縮,趁熱過濾,得到Na2CO3(填化學式),再將濾液冷卻結晶(填操作名稱)、過濾、洗滌、烘干,得到產品.
(2)制得的粗晶體中往往含有少量雜質.為了測定粗產品中Na2S2O3•5H2O的含量,一般采用在酸性條件下用KMnO4標準液滴定的方法(假定粗產品中雜質與酸性KMnO4溶液不反應).
稱取1.92g的粗樣品溶于水,用0.40mol/L KMnO4溶液(加入適量硫酸酸化)滴定,當溶液中S2O32-全部被氧化為SO42-時,消耗KMnO4溶液體積20.00mL.試回答:
①KMnO4溶液置于酸式 (填“酸式”或“堿式”)滴定管中.
②滴定終點時的顏色變化:溶液由無色變為淺紅色,半分鐘內不褪色.
③產品中Na2S2O3•5H2O的質量分數為64.4%.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

19.某礦渣所含各物質的質量分數如表所示:
成分SiO2MgOFe2O3Al2O3CuO
質量分數(%)4.03210.216
已知常溫下,幾種氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
Cu(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3
開始沉淀的pH4.89.32.73.8
完全沉淀的pH6.410.83.74.7
某課題組擬以上述礦渣為原料制備金屬鎂、鋁、銅、鐵,其部分工藝流程如下:

請回答下列問題:
(1)沉淀Ⅰ的主要用途是制光導纖維(列一種即可),步驟Ⅳ中調節pH范圍為大于3.7小于4.8.
(2)由濾液Ⅱ經幾步反應可得到需要制備的一種金屬的氧化物,濾液Ⅱ中需要通入氣體的化學式CO2,反應的化學方程式為AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-
(3)寫出由濾液Ⅰ得到濾液Ⅱ的離子方程式Al3++4OH-═AlO2-+2H2O
(4)濾液Ⅳ中含有的金屬陽離子是Mg2+,Cu2+
(5)工業上,冶煉鋁、鐵、銅、鎂的方法依次是B(填代號).
A.電解法、熱還原法、分解法、分解法   B.電解法、熱還原法、熱還原法、電解法
C.熱還原法、分解法、電解法、電解法   D.熱還原法、熱還原法、熱還原法、電解法
根據上述流程圖,冶煉金屬時選擇的相應物質的化學式依次是Al2O3、Fe2O3、CuO、MgCl2
(6)現有10t上述礦渣,理論上,可以冶煉2.24t鐵.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

6.在標準狀況下,向100mLFeCl3溶液中通入a L的H2S氣體恰好反應后,再加入足量的鐵粉充分反應.所得溶液經測定金屬陽離子的濃度為3mol/L,若反應過程中溶液體積不變,則原FeCl3溶液的物質的量濃度為(  )
A.1.5mol/LB.2mol/LC.1mol/LD.無法確定

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

16.計算4.9克硫酸(H2SO4)的物質的量.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

3.二氧化氯(ClO2)氣體是一種常用高效的自來水消毒劑.
(1)KC103和濃鹽酸在一定溫度下反應會生成Cl02,反應方程為2KCl03十4HCl(濃)═2KCl+2Cl02↑+Cl2↑+2H20,濃鹽酸在該反應中表現出的性質是還原性和酸性.
(2)實驗室常用KCl03.草酸(H2C204)和稀硫酸制備C102.該反應中氧化產物與還原產物物質的量之比為1:1
(3)將Cl02通入到硫化氫溶液中,然后加入少量的稀鹽酸酸化的氯化鋇溶液,發現有白色沉淀生成.寫出二氧化氯與硫化氫溶液反應的離子方程式5H2S+8ClO2+4H2O=18H++5SO42-+8Cl-
(4)C102和Cl2在消毒時自身均被還原為Cl,則常溫常壓下,等體積的C102的消毒能力是Cl2的2.5倍.
(5)自來水廠用ClO2處理后的水中,要求ClO2的濃度在0.1-0.8mg.L-1之間.碘量法可以檢測水中ClO2的濃度(不同pH環境中粒子種類如圖所示),步驟如下:
Ⅰ.取一定體積的水樣,加入一定量的碘化鉀,再將反應后溶液調至中性,并加入淀粉溶液,溶液變藍.
Ⅱ.加入一定量的Na2S203溶液.(己知:2S2O${\;}_{3}^{2-}$+I2═SO+2I-
Ⅲ.加硫酸調節水樣pH至1--3.
請問答:
①操作I中反應的離子方程式是2ClO2+2I-=2ClO2-+I2
②在操作III過程中,溶液又呈藍色,反應的離子方程式是ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O
③若水樣的體積為1.0L,在操作II時消耗了1.0×10-3mol•L一1,的Na2S203溶液10mL.則水樣中Cl02的濃度是0.675 mg•L一1

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

20.標準狀況下,11.2LCO2的物質的量0.5 mol,質量22g.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

1.下列有關實驗原理或操作正確的是(  )
A.用濕潤的pH試紙來測溶液的pH
B.用四氯化碳萃取溴的苯溶液中的溴
C.實驗室將硫酸銅溶液直接加熱蒸干來制取CuSO4•5H2O
D.用KSCN溶液檢驗硫酸亞鐵溶液是否氧化變質

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