Question

20．鋁及其化合物在生產(chǎn)、生活等方面有廣泛的應(yīng)用．
（1）鋁元素位于周期表中第三周期ⅢA族．硼、鎵與鋁位于同一主族，現(xiàn)有下列三種物質(zhì)：①Na[Al（OH）₄]、②Na[B（OH）₄]、③Na[Ga（OH）₂]，濃度相同的這三種物質(zhì)的溶液pH由大到小的順序?yàn)棰郏劲伲劲冢ㄓ眯蛱?hào)表示）．{Na[Al（OH）₄]也可表示偏鋁酸鈉，硼、鎵類(lèi)似}
（2）將20.0mL 0.1mol/L Ba（OH）₂溶液和20.0mL 0.1mol/L NH₄A1（SO₄）₂溶液混合，所得溶液中Al³⁺、NH₄⁺、SO₄^2-、OH^-、H⁺的濃度由大到小的順序?yàn)閏（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（Al³⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（3）氮化鋁（A1N）是一種新型的無(wú)機(jī)非金屬材料，可用作熱交換器材料．某A1N樣品中僅含有A1₂O₃雜質(zhì)，為測(cè)定A1N的含量，甲組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖流程：

已知：AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑．
①過(guò)濾時(shí)用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒．
②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，稱(chēng)得樣品的質(zhì)量為4.2g，最后得到的固體為5.1g，則樣品中A1N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97.62%．（不考慮整個(gè)過(guò)程中的損耗）

Answer 1

分析 （1）對(duì)于主族元素，周期數(shù)=電子層數(shù)，族序數(shù)=最外層電子數(shù)．據(jù)此判斷該元素在周期表中位置；根據(jù)同主族元素原子序數(shù)越大，金屬性越強(qiáng)，其對(duì)應(yīng)的鹽堿性越強(qiáng)；
（2）將20.0mL 0.1mol/L Ba（OH）₂溶液和20.0mL 0.1mol/L NH₄A1（SO₄）₂溶液混合，即兩者等物質(zhì)的量混合，所以2mmol的硫酸鋇和$\frac{4}{3}$mmol的氫氧化鋁，所以溶液中含有2mmol的硫酸根離子，2mmol的銨根離子和$\frac{2}{3}$mmol的鋁離子，弱離子銨根離子和鋁離子的水解溶液呈酸性；
（3）①過(guò)濾時(shí)用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒；
②煅燒得氧化鋁，根據(jù)鋁守恒分析得：2A1N～～A1₂O₃，由關(guān)系式求氮化鋁的質(zhì)量，然后代入質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）原子序數(shù)為13的元素，質(zhì)子數(shù)為13，核外電子數(shù)為13，有3個(gè)電子層，最外層有3個(gè)電子，位于周期表中第三周期第ⅢA族；同主族元素原子序數(shù)越大，金屬性越強(qiáng)，其對(duì)應(yīng)的鹽溶液堿性越強(qiáng)，鎵、硼與鋁位于同一主族，金屬性鎵＞鋁＞硼，故堿性Na[Ga（OH）₄]＞Na[A1（OH）₄]＞Na[B（OH）₄]，故答案為：三；ⅢA；③＞①＞②；
（2）將20.0mL 0.1mol/L Ba（OH）₂溶液和20.0mL 0.1mol/L NH₄A1（SO₄）₂溶液混合，即兩者等物質(zhì)的量混合，所以2mmol的硫酸鋇和$\frac{4}{3}$mmol的氫氧化鋁，所以溶液中含有2mmol的硫酸根離子，2mmol的銨根離子和$\frac{2}{3}$mmol的鋁離子，弱離子銨根離子和鋁離子的水解溶液呈酸性，所以離子濃度的大小為：c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺ ）＞c（Al³⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），故答案為：c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺ ）＞c（Al³⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（3）①過(guò)濾時(shí)用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒，故答案為：玻璃棒；
②煅燒得氧化鋁，根據(jù)鋁守恒分析得：2A1N～～A1₂O₃，
                                                   2×（27+14）102 
                                                    m（A1N）          5.1g 
所以$\frac{2×（27+14）}{m（AlN）}=\frac{102}{5.1g}$，解之得：m（A1N）=4.1g，則樣品中A1N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 $\frac{4.1g}{4.2g}×100%$=97.62%，
答：樣品中A1N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97.62%．

點(diǎn)評(píng) 此題是鹽水解程度和利用化學(xué)方程式計(jì)算相結(jié)合的題目以及離子濃度大小的，難度中等，該題步驟較多，應(yīng)認(rèn)真分析，另外要掌握關(guān)系法的應(yīng)用．