5.鋁及其化合物在日常生活、工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用.
(1)鋁原子核外有13種不同運動狀態(tài)的電子,有5種能量不同的電子.
(2)氮化鋁具有強度高,耐磨,抗腐蝕,熔點可達2200℃.推測氮化鋁是原子晶體,試比較組成該物質(zhì)的兩微粒半徑大小Al>N.
(3)可用鋁和氧化鋇反應(yīng)可制備金屬鋇:2Al+4BaO$\stackrel{高溫}{→}$3Ba↑+BaO•Al2O3的主要原因是b (選填編號).
a.Al活潑性大于Ba  b.Ba沸點比Al的低 c.BaO•Al2O3比Al2O3穩(wěn)定
(4)氫氧化鋁在水中發(fā)生酸式電離的電離方程式為:Al(OH)3?H++AlO2-+H2O,滴入少量鹽酸,上述體系中Al3+濃度增大(填“增加”、“減少”或“不變”).
(5)工業(yè)上用氫氧化鋁、氫氟酸和碳酸鈉制取冰晶石(Na3AlF6).其反應(yīng)物中有兩種元素在周期表中位置相鄰,可比較它們金屬性或非金屬性強弱的是a c (選填編號).
a.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性         b.最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸(堿)性
c.單質(zhì)與氫氣反應(yīng)的難易       d.單質(zhì)與同濃度酸發(fā)生反應(yīng)的快慢
(6)冰晶石可做電解氧化鋁的助熔劑,此反應(yīng)中若有0.6mol電子轉(zhuǎn)移,則在陰極可得金屬鋁的質(zhì)量為5.4克.工業(yè)上不用電解氯化鋁而是用電解氧化鋁的方法獲得鋁單質(zhì)的原因因為氯化鋁為共價化合物,屬于分子晶體,晶體中不存在離子,熔融時不能導(dǎo)電,故不能被電解;而氧化鋁為離子化合物,熔融狀態(tài)可以導(dǎo)電.

分析 (1)鋁是13號元素,核外電子有13個,每一個電子的運動狀態(tài)都不同,核外電子排布式為1s22s22p63s23p1 ;有1s、2s、2p、3s、3p能級;
(2)原子晶體,硬度大、熔點高,粒子的電子層越多,粒子的半徑越大;
(3)常溫下Al的金屬性比Ba的金屬性弱,該反應(yīng)是利用Ba的沸點比Al的低;
(4)根據(jù)Al(OH)3的酸式電離;根據(jù)Al(OH)3的堿式電離平衡以及外界條件對電離平衡的影響;
(5)根據(jù)反應(yīng)物中的元素可知,氧、氟元素位置相鄰,則利用非金屬性強弱的判斷方法來解答;
(6)電解池陽極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng),而鋁離子發(fā)生還原反應(yīng),應(yīng)在陰極析出;根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算Al的物質(zhì)的量,進而計算Al的質(zhì)量;氯化鋁為共價化合物,晶體中不存在離子,熔融時不能導(dǎo)電.

解答 解:(1)鋁是13號元素,核外電子有13個,每一個電子的運動狀態(tài)都不同,核外電子排布式為1s22s22p63s23p1 ,有5個能級,5種能量不同的電子,
故答案為:13;5;
(2)原子晶體硬度大,熔沸點高,根據(jù)氮化硅的物理性質(zhì):它的硬度大、熔點高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,可知屬于原子晶體,Al元素原子核外電子數(shù)為13,有3個電子層,N元素原子核外電子數(shù)為7,有2個電子層,電子層越多半徑越大,所以微粒半徑大小Al>N,
故答案為:原子;Al>N;
(3)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(zhuǎn)化為氣體脫離反應(yīng)體系,使反應(yīng)正向進行,
故答案為:b;
(4)Al(OH)3的酸式電離:Al(OH)3?H++AlO2-+H2O,同時還存在堿式電離:Al(OH)3?Al3++3OH-,加入鹽酸,與OH-反應(yīng),堿式電離平衡正向移動,Al3+濃度增大,
故答案為:Al(OH)3?H++AlO2-+H2O;增大;
(5)該反應(yīng)中的物質(zhì)含有的元素有Al、O、H、F、Na、C,只有O、F元素相鄰,因F的非金屬性最強,則沒有正價,也就沒有最高價氧化物對應(yīng)水化物,它們也不與酸反應(yīng),但可以利用氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性和單質(zhì)與氫氣反應(yīng)的難易來判斷O、F非金屬性的強弱,
故答案為:ac;
(6)電解池陽極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng),而鋁離子發(fā)生還原反應(yīng),應(yīng)在陰極析出;根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒,析出Al的物質(zhì)的量為$\frac{0.6mol}{3}$=0.2mol,故析出Al的質(zhì)量為0.2mol×27g/mol=5.4g,因為氯化鋁為共價化合物,屬于分子晶體,晶體中不存在離子,熔融時不能導(dǎo)電,故不能被電解;而氧化鋁為離子化合物,熔融狀態(tài)可以導(dǎo)電,
故答案為:陰;5.4;因為氯化鋁為共價化合物,屬于分子晶體,晶體中不存在離子,熔融時不能導(dǎo)電,故不能被電解;而氧化鋁為離子化合物,熔融狀態(tài)可以導(dǎo)電.

點評 本題考查Al、N、F及其化合物的結(jié)構(gòu)性質(zhì)等,側(cè)重于原子核外電子排布、同主族、同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律的考查,注意氯化鋁為共價化合物,為易錯點,題目難度中等.

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