Question

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+4BaO3Ba↑+BaO·Al₂O₃，用化学平衡移动原理解释上述方法可制取金属Ba的原因是________。

（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。

①比较Li⁺、 H^-、Al³⁺、H⁺离子半径大小____________。

②写出LiAlH₄分解的方程式（需配平）_______，若反应生成3.36 L氢气（标准状况下），则有____g铝生成。

③LiAlH₄与乙醛反应可生成乙醇，推断LiAlH₄是反应的_________剂。

Answer

3s23p1 5 钾先与水反应生成KOH，KOH再与氯化铝反应生成氢氧化铝，无法得到单质铝 Al3++3e-=Al 利用Ba的沸点比Al的低，Ba以气体逸出，使平衡右移 Al3+＞ H-＞Li+＞ H+ 2LiAlH42LiH＋2Al＋3H2↑ 2.7 g 还原剂

【解析】

（1）Al原子核外有13个电子，基态Al原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1，铝原子最外层电子排布式是3s23p1；铝原子核外有1s、2s、2p、3s、3p五种能量不同的电子，即铝原子核外有5种能量不同的电子。

（2）钾跟氯化铝溶液反应时，K先与水反应生成KOH，KOH与氯化铝反应得到氢氧化铝沉淀，不能制得铝；电解熔融Al2O3生成铝和氧气，阴极电极反应式为Al3++3e-=Al。

（3）Ba的沸点比Al的低，在2Al+4BaO3Ba↑+BaO·Al2O3反应中Ba以气体逸出，使平衡右移，从而可制取金属Ba。

（4）① Al3+有2个电子层，Li+、 H-具有相同的电子层结构且只有1个电子层，H+核外没有电子，根据“层多径大，序大径小”，离子半径由大到小的顺序为Al3+＞ H-＞Li+＞ H+ ；

②根据题意，LiAlH4分解的方程式为2LiAlH42LiH＋2Al＋3H2↑；标准状况下3.36 L氢气物质的量为0.15mol，根据方程式，有0.1mol铝生成，生成Al的质量为2.7g。

③乙醛反应生成乙醇，乙醛发生了加氢的还原反应，说明LiAlH4是反应的还原剂。