问题标题:
铝是地壳中含量最高的金属元素,其单质及其化合物在生产生活中的应用十分广泛.(1)铝原子最外层电子排布式是___,铝原子核外有___种能量不同的电子.(2)1827年,德国化学家维勒用
问题描述:
铝是地壳中含量最高的金属元素,其单质及其化合物在生产生活中的应用十分广泛.
(1)铝原子最外层电子排布式是___,铝原子核外有___种能量不同的电子.
(2)1827年,德国化学家维勒用金属钾与无水氯化铝反应而制得了金属铝.不用钾与氯化铝溶液制铝的理由是___;现代工业炼铝是以Al2O3为原料,与冰晶石(Na3A1F6)在熔融状态下进行电解,其阴极电极反应式为___.
(3)用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法.如:2Al+4BaO
(4)LiAlH4由Li+、A1H4-构成,是有机合成中常用的试剂,LiAlH4在125℃分解为LiH、H2和Al.
(a)比较Li+、H-、Al3+、H+离子半径大小___.
(b)写出LiAlH4分解的方程式(需配平)___,若反应生成3.36L氢气(标准状况下),则有___g铝生成.
(c)LiAlH4与乙醛反应可生成乙醇,推断LiAlH4是反应的___剂.
谭光兴回答:
(1)Al核电荷数为13,具有3个电子层,最外层电子数为3,核外电子排布式为:1s22s22p63s23p1,具有1s、2s、2p、3s、3p5种能量不同的电子,故答案为:3s23p1;5;
(2)钾是活泼金属,能和水反应生成氢氧化钾和氢气,氢氧化钾再和氯化铝溶液反应生成氢氧化铝,从而无法得到单质铝,用电解Al2O3来制取Al,电解的阴极、阳极材料均由石墨材料做,因阳极上O2-失电子发生氧化反应生成O2,阳极材料与该极上生成的O2反应被消耗,阴极铝离子得到电子发生还原反应生成铝,电极反应式为:Al3++3e-=Al,故答案为:钾先和水反应生成氢氧化钾,氢氧化钾再与氯化铝反应生成氢氧化铝,无法得到单质铝; Al3++3e→Al;
(3)利用元素Ba、Al在元素周期表的位置可知金属活泼性:Al<Ba;但Al在高温下可将氧化钡中钡置换出来,原因是Ba的沸点低于铝,高温时Ba转化为气体脱离反应体系,使反应正向进行,故答案为:利用Ba的沸点比Al的低,Ba以气体逸出,使平衡右移;
(4)(a)电子层数越多,半径越大,Al3+2层,故半径最大,H+最外层电子数为0,半径最小,因为Li+和H一电子层数相同,则核电荷数Li+比H一大,所以离子半径Al3+>H一>Li+>H+,故答案为:Al3+>H一>Li+>H+;
(b)LiAlH4在125℃分解为LiH、H2和Al,故化学反应方程式为:2LiAlH4=2LiH+2Al+3H2↑,每生成3mol氢气,生成Al的质量为2×27=54g,此时生成3.36L氢气,即物质的量为:3.36L22.4L/mol
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