Question

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．完成下列填空：
（1）鋁原子核外電子云有

 

 種不同的伸展方向，有

 

 種不同運動狀態的電子．
（2）鎵（Ga）與鋁同族．寫出鎵的氯化物和氨水反應的化學方程式

 

．
（3）硅與鋁同周期．SiO₂是硅酸鹽玻璃（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

 

．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

 

．
（4）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

高溫

3Ba↑+BaO?Al₂O₃．常溫下Al的金屬性比Ba的金屬性

 

（選填“強”“弱”）．利用上述方法可制取Ba的主要原因是

 

．
a．高溫時Al的活潑性大于Ba           b．高溫有利于BaO分解
c．高溫時BaO?Al₂O₃比Al₂O₃穩定       d．Ba的沸點比Al的低．

Answer 1

分析：（1）鋁原子核外電子云有s、p，核外有13個電子，則有13種不同運動狀態；
（2）類似氯化鋁與氫氧化鈉溶液反應，根據氯化鋁與氫氧化鈉的反應書寫方程式；
（3）根據不同類長石其氧原子的物質的量分數相同，結合化合價代數和是0可寫出鈣長石的化學式；
（4）常溫下Al的金屬性比Ba的金屬性弱，該反應是利用Ba的沸點比Al的低．

解答：解：（1）s軌道只有1個伸展方向、p軌道有3個伸展方向，Al核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p¹，涉及3個s軌道、2個p軌道，因此其核外電子云（軌道）的伸展方向有4個；核外13個電子的運動狀態各不相同，因此核外有13種不同運動狀態的電子，故答案為：4；13；
（2）同主族元素化學性質相似，因此類比氯化鋁與氨水的反應可得氯化稼與氨水反應的方程式，反應的化學方程式為GaCl₃+3NH₃+3H₂O=3NH₄Cl+Ga（OH）₃↓，
故答案為：GaCl₃+3NH₃+3H₂O=3NH₄Cl+Ga（OH）₃↓；
（3）在Na₂O、CaO、SiO₂中，只有SiO₂是酸性氧化物，可與NaOH作用生成可用作粘合劑的硅酸鈉溶液，反應的方程式為SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，由“長石是鋁硅酸鹽”，結合鈉長石的化學式可知鈣長石就是將鈉長石的中鈉更換為鈣，鋁硅酸陰離子不變，以及化合物中化合價代數和等于0可得鈣長石的化學式為：Ca（AlSi₃O₈）₂，
即CaAl₂Si₂O₈，
故答案為：SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；CaAl₂Si₂O₈；
（4）利用元素Ba、Al在元素周期表的位置可知金屬活潑性：Al＜Ba；但Al在高溫下可將氧化鋇中鋇置換出來，原因是Ba的沸點低于鋁，高溫時Ba轉化為氣體脫離反應體系，使反應正向進行，故答案為：弱；d．

點評：本題考查Al、Ga、Si及其化合物的結構性質等，側重于原子核外電子排布、同主族、同周期元素性質的遞變規律的考查，題目難度不大．