Question

（14分）铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质、合金及其化合物在生产生活中的应用日趋广泛，铝土矿是生产铝及其化合物的重要原料。

（1）铝元素在元素周期表中的位置是____ 。

（2）铝电池性能优越，铝一空气电池以其环保、安全而受到越来越多的关注，其原理如图所示。

①该电池的总反应化学方程式为____ ；

②电池中NaCI的作用是 。

③以铝一空气电池为电源电解KI溶液制取KIO3（石墨为电极材料）时，电解过程中阳极的电极反应式为 。

④某铝一空气电池的效率为50%，若用其作电源电解500mL的饱和NaCI溶液，电解结束后，所得溶液（假设溶液电解前后体积不变）中NaOH的浓度为0．3 mol·L－1，则该过程中消耗铝的质量为 。（3）氯化铝广泛用于有机合成和石油工业的催化剂，聚氯化铝也被用于城市污水处理。

①氯化铝在加热条件下易升华，气态氯化铝的化学式为Al2Cl6，每种元素的原子最外层均达到8电子稳定结构，则其结构式为 。

②将铝土矿粉与碳粉混合后加热并通入氯气，可得到氯化铝，同时生成CO，写出该反应的化学方程式 。

 

Answer 1

20、（1）第三周期第ⅢA族；（2）①4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 ②增强溶液的导电能力；

③I-+3H2O-6e-=IO3-+6H+ ④2.7g (3) ①

②Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO.

【解析】

试题分析：（1）铝原子原子核外有3个电子层，最外层上有3个电子，所以其在周期表中的位置是第三周期第ⅢA族，答案为：第三周期第ⅢA族；（2）①铝和氧气、水能反应生成氢氧化铝，反应方程式为：4Al+3O2+6H2O=4Al（OH）3，答案为：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3；②溶液中自由移动的离子浓度越大，溶液的导电性越强，水是弱电解质导电能力较小，为增大水的导电性，所以加入氯化钠，答案为：增强溶液的导电能力；③阳极上失电子发生氧化反应，所以电解碘化钾溶液时，阳极上碘离子放电和水反应生成碘酸根离子和氢离子，电极反应式为：I-+3H2O-6e-=IO3-+6H+，答案为：I-+3H2O-6e-=IO3-+6H+；

④电解氯化钠溶液后，氢氧化钠的物质的量=0.3mol/L×0.5L=0.15mol，设电解过程中电子转移的物质的量是x，

2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ 转移电子

2mol 2mol

0.15mol x x=0.15mol

某铝一空气电池的效率为50%，所以原电池中转移电子的物质的量是0.3mol，设消耗铝的质量为y．

Al- 3e- =Al3+

27g 3mol

y 0.3mol y=2.7g 答案为：2.7g；

（3）①氯化铝为共价化合物，氯原子提供孤对对子，铝原子提供空轨道，形成配位键，使所有原子均达到8电子稳定结构，所以结构式为；

②根据题意知，反应物是氧化铝、碳和氯气，反应条件是加热，生成物是氯化铝和一氧化碳，所以其反应方程式为：Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO，答案为：Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO．

考点：考查铝及其化合物的性质。