Question

金属铝质轻且有良好的防腐蚀性，在国防工业中有非常重要的作用．完成下列填空：
（1）铝原子核外电子云有

 

 种不同的伸展方向，有

 

 种不同运动状态的电子．
（2）镓（Ga）与铝同族．写出镓的氯化物和氨水反应的化学方程式

 

．
（3）硅与铝同周期．SiO₂是硅酸盐玻璃（Na₂CaSi₆O₁₄）的主要成分，Na₂CaSi₆O₁₄也可写成Na₂O?CaO?6SiO₂．盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成粘性的硅酸盐而无法打开，发生反应的化学方程式

 

．长石是铝硅盐酸，不同类长石其氧原子的物质的量分数相同．由钠长石化学式NaAlSi₃O₈可推知钙长石的化学式为

 

．
（4）用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法．如：2Al+4BaO

高温

3Ba↑+BaO?Al₂O₃．常温下Al的金属性比Ba的金属性

 

（选填“强”“弱”）．利用上述方法可制取Ba的主要原因是

 

．
a．高温时Al的活泼性大于Ba           b．高温有利于BaO分解
c．高温时BaO?Al₂O₃比Al₂O₃稳定       d．Ba的沸点比Al的低．

Answer 1

分析：（1）铝原子核外电子云有s、p，核外有13个电子，则有13种不同运动状态；
（2）类似氯化铝与氢氧化钠溶液反应，根据氯化铝与氢氧化钠的反应书写方程式；
（3）根据不同类长石其氧原子的物质的量分数相同，结合化合价代数和是0可写出钙长石的化学式；
（4）常温下Al的金属性比Ba的金属性弱，该反应是利用Ba的沸点比Al的低．

解答：解：（1）s轨道只有1个伸展方向、p轨道有3个伸展方向，Al核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p¹，涉及3个s轨道、2个p轨道，因此其核外电子云（轨道）的伸展方向有4个；核外13个电子的运动状态各不相同，因此核外有13种不同运动状态的电子，故答案为：4；13；
（2）同主族元素化学性质相似，因此类比氯化铝与氨水的反应可得氯化稼与氨水反应的方程式，反应的化学方程式为GaCl₃+3NH₃+3H₂O=3NH₄Cl+Ga（OH）₃↓，
故答案为：GaCl₃+3NH₃+3H₂O=3NH₄Cl+Ga（OH）₃↓；
（3）在Na₂O、CaO、SiO₂中，只有SiO₂是酸性氧化物，可与NaOH作用生成可用作粘合剂的硅酸钠溶液，反应的方程式为SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，由“长石是铝硅酸盐”，结合钠长石的化学式可知钙长石就是将钠长石的中钠更换为钙，铝硅酸阴离子不变，以及化合物中化合价代数和等于0可得钙长石的化学式为：Ca（AlSi₃O₈）₂，
即CaAl₂Si₂O₈，
故答案为：SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；CaAl₂Si₂O₈；
（4）利用元素Ba、Al在元素周期表的位置可知金属活泼性：Al＜Ba；但Al在高温下可将氧化钡中钡置换出来，原因是Ba的沸点低于铝，高温时Ba转化为气体脱离反应体系，使反应正向进行，故答案为：弱；d．

点评：本题考查Al、Ga、Si及其化合物的结构性质等，侧重于原子核外电子排布、同主族、同周期元素性质的递变规律的考查，题目难度不大．