Question

[選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]
用于金屬焊接的某種焊條，其藥皮由大理石、水泥、硅鐵等配制而成．
（1）Al的原子基態(tài)核外電子排布式

1S²2S²2P⁶3S²3P¹

；Al與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為

2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑

．
（2）³⁰Si的原子的中子數(shù)為

16

；SiO₂晶體類型為

原子晶體

．
（3）Al³⁺與Yⁿ-的電子數(shù)相同，Y所在族的各元素的氫化物的水溶液均顯酸性，則該族氫化物中沸點最低的是

HCl

．
（4）焊接過程中，藥皮在高溫下產(chǎn)生了熔渣和使金屬不被氧化的氣體，該氣體

CO₂

；其雜化類型為

SP雜化

．
（5）經(jīng)處理后的熔渣36.0g（僅含F(xiàn)e₂O₃、Al₂O₃、SiO₂），加入足量稀鹽酸，分離得到11.0g固體；濾液中加入過量NaOH溶液，分離得到21.4g固體；則此熔渣中Al₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

25%

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)原子序數(shù)和能量最低原則書寫電子排布式；根據(jù)鋁的性質(zhì)和電荷守質(zhì)量守恒定律書寫離子方程式；
（2）根據(jù)質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)，計算中子數(shù)；根據(jù)晶體的性質(zhì)和成鍵方式判斷晶體的類型；
（3）在元素周期表中只有第ⅦA族鹵素原子的氫化物的水溶液才均顯酸性，根據(jù)影響分子晶體的熔沸點高低的因素判斷熔沸點高低，進一步推斷物質(zhì)；
（4）由藥皮的成分和物質(zhì)的性質(zhì)推斷；
（5）根據(jù)質(zhì)量守恒定律和化學(xué)方程式進行計算．

解答：解：（1）Al在周期表中位于第三周期第ⅢA族，Al原子核外共13個電子，按照能量最低原則電子先填入能量最低的1s軌道，填滿后再依次填入能量較高的軌道其電子排布式為1S²2S²2P⁶3S²3P¹；Al與強堿溶液反應(yīng)生成AlO₂^-和H₂，離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，故答案為：1S²2S²2P⁶3S²3P¹； 2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）在原子符合的表達(dá)式中左上角表示質(zhì)量數(shù)，左下角表示質(zhì)子數(shù)，根據(jù)質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)可計算出³⁰Si的原子的中子數(shù)為：30-14=16，SiO₂熔點高、硬度大，為原子晶體，故答案為：16； 原子晶體； 
（3）在元素周期表中只有第ⅦA族鹵素原子的氫化物的水溶液才均顯酸性，因為Al³⁺與Y^n-的電子數(shù)相同，所以Y是F元素．鹵素元素形成的氫化物均屬于分子晶體，其沸點隨分子間作用力的增大而升高，但由于HF分子中存在氫鍵，因而HF的沸點最高，所以沸點最低的是HCl．故答案為：HCl；
（4）由藥皮的成分大理石、水泥、硅鐵可知，在高溫下只有大理石才分解產(chǎn)生CO₂，因此氣體只能是CO₂氣體，分子中含有2個δ鍵，應(yīng)為SP雜化．故答案為：CO₂；SP雜化；
（5）熔渣中只有SiO₂與鹽酸不反應(yīng)，因此11.0g是SiO₂的質(zhì)量．Fe₂O₃、Al₂O₃溶于鹽酸分別生成FeCl₃、AlCl₃，當(dāng)濾液中加入過量NaOH溶液時AlCl₃生成NaAlO₂，F(xiàn)eCl₃生成Fe（OH）₃沉淀．所以21.4g固體是Fe（OH）₃的質(zhì)量，其物質(zhì)的量為

21.4g

107g?mol-1

=0.2 mol，由鐵原子守恒知Fe₂O₃的物質(zhì)的量為0.1mol，其質(zhì)量為0.1mol×160g?mol^-1=16.0g．熔渣中Al₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 （36.0-11.0-16.0）/36×100%=25%．故答案為：25%．

點評：本題考查原子的結(jié)構(gòu)、晶體類型、方程式的書寫以及有關(guān)計算，題目較為綜合，本題中注意把握判斷晶體類型以及晶體熔沸點高低的方法．