Question

17．氫氧化鈉溶液處理鋁土礦并過濾，得到含鋁酸鈉的溶液．向該溶液中通入二氧化碳，有下列反應(yīng)：2NaAl（OH）₄+CO₂→2Al（OH）₃↓+Na₂CO₃+H₂O
（1）上述五中物質(zhì)中沸點最低物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式為O=C=O，由上述物質(zhì)中的兩種元素按原子個數(shù)比1：1形成的離子化合物的電子式為或Na⁺[：H]^-（寫一例）
（2）Al元素的單質(zhì)有許多不同于其他金屬的特性，請列舉2例（也可以用化學(xué)方程式表示）2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑、2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe．
（3）氫有3種穩(wěn)定同位素，H氕、D氘、T氚，分別為豐度a、b、c，則計算氫元素的近似相對原子質(zhì)量的表達式為a+2b+3c．
甲認為H可以排在周期表ⅠA族，也可以排在ⅦA族；而乙同學(xué)認為H也可以與碳一樣，排在ⅣA族，乙同學(xué)的理由是最高正價與最低負價數(shù)值上相等．
（4）己知通入二氧化碳336L（標準狀況下），理論上生成Al（OH）₃30mol，
實際上生成24mol Al（OH）₃和15mol Na₂CO₃，Al（OH）₃比理論上要少的原因是：氫氧化鈉溶液處理鋁土礦時，氫氧化鈉過量，（鋁酸鈉溶液中含有氫氧化鈉）并與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉．

Answer 1

分析 （1）通常狀況下，五種物質(zhì)中只有二氧化碳為氣態(tài)，沸點最低，二氧化碳為直線型結(jié)構(gòu)，碳原子和氧原子之間有2對共用電子對，這五種物質(zhì)中含有鈉、鋁、氧、氫、碳五種元素，兩種元素按原子個數(shù)比為1：1形成離子化合物有Na₂O₂、NaH；
（2）對比鋁與其它金屬的特性，金屬一般與酸反應(yīng)，不與堿溶液作用，大多數(shù)金屬不能被濃酸鈍化，單質(zhì)不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)，但鋁能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，鋁能被濃硫酸或濃硝酸鈍化，能發(fā)生鋁熱反應(yīng)；
（3）氫元素的近似相對原子量為各原子的相對原子量與其百分含量之積的和，ⅦA族元素原子在反應(yīng)中易獲得一個電子，化合價為-1價，ⅣA族元素最高正價與最低負價數(shù)值上相等；
（4）根據(jù)2NaAl（OH）₄+CO₂→2Al（OH）₃↓+Na₂CO₃+H₂O可知n[Al（OH）₃]=2n（CO₂），據(jù)此計算理論上生成Al（OH）₃的量，Al（OH）₃比理論上要少，是因為氫氧化鈉溶液處理鋁土礦時，氫氧化鈉過量，（鋁酸鈉溶液中含有氫氧化鈉）并與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉．

解答 解：（1）通常狀況下，五種物質(zhì)中只有二氧化碳為氣態(tài)，沸點最低，二氧化碳為直線型結(jié)構(gòu)，其分子中含有兩個碳氧雙鍵，其結(jié)構(gòu)式為：O=C=O，這五種物質(zhì)中含有鈉、鋁、氧、氫、碳五種元素，兩種元素按原子個數(shù)比為1：1形成離子化合物有Na₂O₂、NaH，Na₂O₂是鈉離子和過氧根離子構(gòu)成的離子化合物，鈉離子失電子形成陽離子，過氧根離子得到電子形成陰離子，電子式為，NaH是離子化合物，由Na⁺和H^-離子組成，電子式為Na⁺[：H]^-，
故答案為：O=C=O；或Na⁺[：H]^-；
（2）金屬一般不與堿溶液作用，大多數(shù)金屬不能被濃酸鈍化，單質(zhì)不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)，但鋁能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，化學(xué)方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，鋁能被濃硫酸或濃硝酸鈍化，能發(fā)生鋁熱反應(yīng)如與氧化鐵反應(yīng)，化學(xué)方程式為：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，
故答案為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe；
（3）氫有3種穩(wěn)定同位素，H氕、D氘、T氚，豐度分別為a、b、c，則氫元素的近似相對原子質(zhì)量為：a×1+b×2+c×3=a+2b+3c，因H像ⅦA族元素原子在反應(yīng)中易獲得一個電子，氫元素顯-1價，如NaH，H可以排在周期表ⅠA族，因H最高正價與最低負價數(shù)值上相等，所以H也可以與碳一樣，排在ⅣA族，
故答案為：a+2b+3c；最高正價與最低負價數(shù)值上相等；
（4）336L二氧化碳的物質(zhì)的量為：$\frac{336L}{22.4L/mol}$=15mol，通入336L二氧化碳由2NaAl（OH）₄+CO₂→2Al（OH）₃↓+Na₂CO₃+H₂O可知，該反應(yīng)生成的Al（OH）₃的物質(zhì)的量n[Al（OH）₃]=2n（CO₂）=30mol，氫氧化鈉溶液處理鋁土礦時，上一步處理所用的氫氧化鈉過量，（鋁酸鈉溶液中含有氫氧化鈉）剩余的氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉，導(dǎo)致實際上生成Al（OH）₃比理論上要少，
故答案為：30；氫氧化鈉溶液處理鋁土礦時，氫氧化鈉過量，（鋁酸鈉溶液中含有氫氧化鈉）并與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉．

點評 本題綜合考查鋁及其化合物的性質(zhì)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計算能力的考查，注意化學(xué)用語的規(guī)范性，注意鋁單質(zhì)的特性，題目難度中等．