Question

15．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2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑．
（2）30_Si的原子的中子数为16；
（3）Al³⁺与Y^n-的电子数相同，Y所在族的各元素的氢化物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HCl．
（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CO₂．
（5）经处理后的熔渣36.0g（仅含Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂），加入足量稀盐酸，分离得到11.0g固体；滤液中加入过量NaOH溶液，分离得到21.4g固体；则此熔渣中Al₂O₃的质量分数为25%．

Answer 1

分析 （1）Al的质子数为13，原子结构中存在3个电子层，最外层电子数为3，铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气；
（2）根据质量数=质子数+中子数，计算中子数；根据晶体的性质和成键方式判断晶体的类型，SiO₂的晶体类型为原子晶体；
（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Y是第VIIA元素，氢化物的沸点随着相对分子质量的增大而增大，但含有氢键的氢化物沸点反常；
（4）由药皮的成分和物质的性质进行推断产生的使金属不被氧化的气体成分为二氧化碳；
（5）36.0g（仅含Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂）加入足量稀盐酸，二氧化硅不和盐酸反应，所以分离得到11.0g的固体是二氧化硅，滤液中加入过量NaOH溶液，分离得到21.4g固体是氢氧化铁，根据铁原子守恒计算氧化铁的质量，剩余的质量就是氧化铝，再根据质量分数公式进行计算．

解答 解：（1）Al的质子数为13，原子结构中存在3个电子层，最外层电子数为3，其原子结构示意图为，铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
故答案为：；2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（2）在原子符合的表达式中左上角表示质量数，左下角表示质子数，根据质量数=质子数+中子数可计算出³⁰Si的原子的中子数为：30-14=16，故答案为：16；
（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Y是第VIIA元素，氢化物的沸点随着相对分子质量的增大而增大，但HF中含有氢键导致HF的沸点大于HCl，所以该族氢化物中沸点最低的是HCl，
故答案为：HCl；
（4）由药皮的成分大理石、水泥、硅铁可知，在高温下只有大理石才分解产生CO₂，因此气体只能是CO₂气体，
故答案为：CO₂；
（5）36.0g（仅含Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂）加入足量稀盐酸，二氧化硅不和盐酸反应，所以分离得到11.0g的固体是二氧化硅；
当滤液中加入过量NaOH溶液时AlCl₃生成NaAlO₂，FeCl₃生成Fe（OH）₃沉淀，所以分离得到21.4g固体是氢氧化铁，根据2Fe（OH）₃→Fe₂O₃，氧化铁的质量=$\frac{160×21.4}{214}$g=16g，氧化铝的质量=（36.0-11.0-16）g=9g，氧化铝的质量分数=$\frac{9g}{36g}$×100%=25%，
故答案为：25%．

点评 本题考查混合物分离提纯及原子结构，为高频考点，把握物质的性质、混合物分离方法选择、原子构成等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度中等．