Question

（9分）金属铝质轻且有良好的防腐蚀性，在国防工业中有非常重要的作用。请完成下列空白：

（1）铝元素在周期表中的位置为________。

（2）在19世纪时，铝是一种珍贵的金属。人们最初得到的铝粒如同珍宝，它的价格同黄金相当。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。用钾与无水氯化铝反应制铝而不用氯化铝溶液的理由是_________。现代工业炼铝的原料是由铝土矿提取而得，在提取过程中通入的气体为____。

（3）火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料，4Al(s)＋3TiO₂(s)＋3C(s) 2Al₂O₃(s)＋3Tic(s)   △H＝－1176kJ/mol。则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为________。

（4）硅与铝同周期，地壳里硅铝的含量：硅________铝（填>，<或=）。是硅酸盐玻璃 (Na₂CaSi₆O₁₄)的主要成分，Na₂CaSi₆O₁₄也可写成Na₂O·CaO·6SiO₂。盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成粘性的硅酸盐而无法打开，发生反应的化学方程式 ________。长石是铝硅盐酸，不同类长石其氧原子的物质的量分数相同。由钠长石化学式NaAlSi₃O₈可推知钙长石的化学式为________。

（5）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。利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_____________________________________________________________________________。

Answer

（1）第三周期第ⅢA族（1分）

（2）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。（2分，答出钾先与水反应1分，KOH再与氯化铝反应1分） CO2（1分） （3）98 kJ（1分）

（4）＞（1分） SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O（1分） CaAl2Si2O8 （1分）

（5）利用Ba的沸点比Al的低，Ba以气体逸出，使平衡右移。（1分）

【解析】

试题分析：（1）铝元素的原子序数是13，在周期表中位于第三周期第ⅢA族；

（2）钾是活泼的金属，极易与水反应，因此钾先与水反应生成KOH，KOH再与氯化铝反应生成氢氧化铝，无法得到单质铝。铝土矿先转化为偏铝酸钠，然后通入CO2气体即可生成氢氧化铝沉淀。

（3）根据方程式可知，4mol铝反应放出1176kJ热量，转移12mol电子，所以每转移1 mol电子放出的热量为1176kJ÷12＝98kJ。

（4）地壳中元素含量高低顺序为O＞Si＞Al＞Fe，所以硅的含量大于铝。在Na2O、CaO、SiO2中，只有SiO2是酸性氧化物，可与NaOH作用生成可用作粘合剂的硅酸钠溶液，反应的方程式为SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O，由“长石是铝硅酸盐”，结合钠长石的化学式可知钙长石就是将钠长石的中钠更换为钙，铝硅酸阴离子不变，以及化合物中化合价代数和等于0可得钙长石的化学式为CaAl2Si2O8；

（5）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。

考点：考点元素周期表的结构、金属的性质、反应热计算、硅酸盐以及平衡原理应用