问题 问答题

[选修3物质结构与性质]

用于金属焊接的某种焊条,其药皮由大理石、水泥、硅铁等配制而成.

(1)Al的原子基态核外电子排布式______;Al与NaOH溶液反应的离子方程式为______.

(2)30Si的原子的中子数为______;SiO2晶体类型为______.

(3)Al3+与Yn-的电子数相同,Y所在族的各元素的氢化物的水溶液均显酸性,则该族氢化物中沸点最低的是______.

(4)焊接过程中,药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体,该气体______;其杂化类型为______.

(5)经处理后的熔渣36.0g(仅含Fe2O3、Al2O3、SiO2),加入足量稀盐酸,分离得到11.0g固体;滤液中加入过量NaOH溶液,分离得到21.4g固体;则此熔渣中Al2O3的质量分数为______.

答案

(1)Al在周期表中位于第三周期第ⅢA族,Al原子核外共13个电子,按照能量最低原则电子先填入能量最低的1s轨道,填满后再依次填入能量较高的轨道其电子排布式为1S22S22P63S23P1;Al与强碱溶液反应生成AlO2-和H2,离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,故答案为:1S22S22P63S23P1; 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;

(2)在原子符合的表达式中左上角表示质量数,左下角表示质子数,根据质量数=质子数+中子数可计算出30Si的原子的中子数为:30-14=16,SiO2熔点高、硬度大,为原子晶体,故答案为:16; 原子晶体; 

(3)在元素周期表中只有第ⅦA族卤素原子的氢化物的水溶液才均显酸性,因为Al3+与Yn-的电子数相同,所以Y是F元素.卤素元素形成的氢化物均属于分子晶体,其沸点随分子间作用力的增大而升高,但由于HF分子中存在氢键,因而HF的沸点最高,所以沸点最低的是HCl.故答案为:HCl;

(4)由药皮的成分大理石、水泥、硅铁可知,在高温下只有大理石才分解产生CO2,因此气体只能是CO2气体,分子中含有2个δ键,应为SP杂化.故答案为:CO2;SP杂化;

(5)熔渣中只有SiO2与盐酸不反应,因此11.0g是SiO2的质量.Fe2O3、Al2O3溶于盐酸分别生成FeCl3、AlCl3,当滤液中加入过量NaOH溶液时AlCl3生成NaAlO2,FeCl3生成Fe(OH)3沉淀.所以21.4g固体是Fe(OH)3的质量,其物质的量为

21.4g
107g?mol-1
=0.2 mol,由铁原子守恒知Fe2O3的物质的量为0.1mol,其质量为0.1mol×160g?mol-1=16.0g.熔渣中Al2O3的质量分数为 (36.0-11.0-16.0)/36×100%=25%.故答案为:25%.

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