Question

17．氫氧化鈉溶液處理鋁土礦并過(guò)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(diǎn)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(gè)數(shù)比1：1形成的離子化合物的電子式為或Na⁺[：H]^-（寫(xiě)一例）
（2）Al元素的單質(zhì)有許多不同于其他金屬的特性，請(qǐng)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(jì)算氫元素的近似相對(duì)原子質(zhì)量的表達(dá)式為a+2b+3c．
甲認(rèn)為H可以排在周期表ⅠA族，也可以排在ⅦA族；而乙同學(xué)認(rèn)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(jià)與最低負(fù)價(jià)數(shù)值上相等．
（4）己知通入二氧化碳336L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），理論上生成Al（OH）₃30mol，
實(shí)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(shí)，氫氧化鈉過(guò)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(diǎn)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(duì)共用電子對(duì)，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(gè)數(shù)比為1：1形成離子化合物有Na₂O₂、NaH；
（2）對(duì)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(duì)原子量為各原子的相對(duì)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(gè)電子，化合價(jià)為-1價(jià)，ⅣA族元素最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)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(jì)算理論上生成Al（OH）₃的量，Al（OH）₃比理論上要少，是因?yàn)闅溲趸�鈉溶液處理鋁土礦時(shí)，氫氧化鈉過(guò)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(diǎn)最低，二氧化碳為直線型結(jié)構(gòu)，其分子中含有兩個(gè)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(gè)數(shù)比為1：1形成離子化合物有Na₂O₂、NaH，Na₂O₂是鈉離子和過(guò)氧根離子構(gòu)成的離子化合物，鈉離子失電子形成陽(yáng)離子，過(guò)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(duì)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(gè)電子，氫元素顯-1價(jià)，如NaH，H可以排在周期表ⅠA族，因H最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)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(jià)與最低負(fù)價(jià)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(shí)，上一步處理所用的氫氧化鈉過(guò)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(shí)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(shí)，氫氧化鈉過(guò)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(diǎn)評(píng) 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(jì)算能力的考查，注意化學(xué)用語(yǔ)的規(guī)范性，注意鋁單質(zhì)的特性，題目難度中等．