Question

4．钠、镁、铝是短周期中三种重要的金属元素，Mg和Na的化学性质具有一定的相似性；金属铝质轻且有良好的防腐蚀性，在国防工业中有着非常重要的作用；以氮化镓为代表的第三代半导体材料的发现，为蓝光LED灯的发明奠定了材料基础，从而引发了第二次照明革命；SiO₂、SO₂和CO₂都是酸性氧化物，化学性质也具有一定的相似性．据此，回答下列问题：
（1）Na、Mg、Al三种金属元素中阳离子半径最大的是Na⁺（填离子符号）；镁原子核外有12种不同运动状态的电子．
（2）Mg在加热的条件下即可与SiO₂反应，该化学方程式是2Mg+SiO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+Si．
（3）Na在CO₂中也可以燃烧，生成两种固体物质，试写出其化学方程式4Na+CO₂$\frac{\underline{\;燃烧\;}}{\;}$2Na₂O+C或4Na+3CO₂$\frac{\underline{\;燃烧\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C．
（4）①镓（Ga）与铝同主族，其外围价电子排布式为4s²4p¹．
写出镓的氯化物和氨水反应的化学方程式GaCl₃+3NH₃•H₂O=Ga（OH）₃↓+3NH₄Cl．
②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 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Ba↑+BaO•Al₂O₃利用上述方法可以制取Ba 的主要原因是e
a、Al的金属性比Ba的金属性强       
b、高温时Al的活泼性大于Ba
c、高温有利于BaO分解   
d、高温时BaO•Al₂O₃比Al₂O₃稳定    
e、Ba的沸点比Al的低．

Answer 1

分析 （1）核外电子排布相同的离子，核电荷数越大离子半径越小；镁原子核外有12个电子；
（2）Mg在加热的条件下即可与SiO₂反应，生成硅和氧化镁；
（3）Na在CO₂中燃烧生成C、氧化钠或碳酸钠；
（4）①镓原子序数为31，所以其核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s³3p⁶3d¹⁰4s²4p¹，与氨水反应生成Ga（OH）₃；
②Ba为活泼金属，能被铝置换，反应类似于钠置换钾的反应．

解答 解：（1）核外电子排布相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，Na⁺半径最大，镁原子核外有12个电子，运动状态各不相同，
故答案为：Na⁺；12；
（2）Mg在加热的条件下即可与SiO₂反应，生成硅和氧化镁，方程式为2Mg+SiO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+Si，故答案为：2Mg+SiO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+Si；
（3）Na在CO₂中燃烧生成C、氧化钠或碳酸钠，方程式为4Na+CO₂ $\frac{\underline{\;燃烧\;}}{\;}$2Na₂O+C  或 4Na+3CO₂ $\frac{\underline{\;燃烧\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C，
故答案为：4Na+CO₂ $\frac{\underline{\;燃烧\;}}{\;}$2Na₂O+C  或 4Na+3CO₂ $\frac{\underline{\;燃烧\;}}{\;}$2Na₂CO₃+C；
（4）①镓原子序数为31，所以其核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s³3p⁶3d¹⁰4s²4p¹，外围价电子排布式为4s²4p¹，与氨水反应生成Ga（OH）₃，方程式为GaCl₃+3NH₃•H₂O=Ga（OH）₃↓+3NH₄Cl，故答案为：4s²4p¹；GaCl₃+3NH₃•H₂O=Ga（OH）₃↓+3NH₄Cl；   
②Ba为活泼金属，能被铝置换，反应类似于钠置换钾的反应，只有e符合，故答案为：e．

点评 本题考查钠、镁、铝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．