Question

用于金属焊接的某种焊条，其药皮由大理石、水泥、硅铁等配制而成。

（1）Al的原子结构示意图为____________；Al与NaOH溶液反应的离子方程式为____________。

（2）³⁰Si的原子的中子数为________________________。SiO₂的晶体类型为_____________。

（3）Al³⁺与Y^n-的电子数相同，Y所在族各元素的氢化物的水溶液均显酸性，则该族氢化物中沸点最低的是___________________。

（4）焊接过程中，药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体，该气体是____________。

（5）经处理后的熔渣36.0 g（仅含Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂），加入足量稀盐酸，分离得到11.0 g固体；滤液中加入过量NaOH溶液，分离得到21.4 g固体；则此熔渣中Al₂O₃的质量分数为____________。

Answer

2Al+2OH-+2H2O＝2AlO2－+3H2↑ 16 原子晶体 HCl CO2 25%

【解析】

(1)铝元素的质子数是13，所以Al的原子结构示意图为；金属铝和氢氧化钠溶液反应生成氢气和偏铝酸钠，反应的方程式是2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑。

答案为：；2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑；

(2)在表示原子组成时元素符号的左下角表示质子数，左上角表示质量数。因为质子数和中子数之和是质量数，30Si的原子的中子数为30－14＝16；SiO2晶体是Si和O通过共价键结合而成，熔点高、硬度大，是原子晶体。

答案为：16；原子晶体；

(3)Y所在族的各元素的氢化物的水溶液均显酸性，所以Y是第ⅦA族元素；Al3+与Yn-的电子数相同，所以Y是F。由于一方面氟化氢分子间能形成氢键，使其沸点升高，另一方面其它卤化氢的沸点随相对分子质量的增大而增大，所以该族氢化物中沸点最低的是HCl。

答案为：HCl；

(4)大理石在高温下分解可以生成CO2，所以使金属不被氧化的气体应该是CO2。

答案为：CO2；

(5)在熔渣中加入盐酸，发生的反应为：Fe2O3＋6HCl＝2FeCl3＋3H2O，Al2O3＋6HCl＝2AlCl3＋3H2O，11.0 g为SiO2的质量。在滤液中加入过量NaOH溶液，发生的反应为：FeCl3＋3NaOH＝Fe(OH)3↓＋3NaCl，AlCl3＋4NaOH＝NaAlO2＋3NaCl＋2H2O，所得21.4 g固体为Fe(OH)3，根据关系式：

解得m＝16g，

由此可知：Al2O3的质量＝36.0 g-11.0 g-16.0 g＝9.0g，故Al2O3的质量分数＝×100%＝25%。

答案为：25%。