Question

【題目】航天飛機用鋁粉與高氯酸銨（NH4ClO4）的混合物為固體燃料，點燃時鋁粉放熱引發高氯酸銨分解。生成氮氣、氯氣、氧氣還有水。完成下列填空：

(1)Al原子的最外層電子排布式為_____________，其電子云形狀有____種。

(2)氯元素在元素周期表中的位置是_________，氮氧兩元素非金屬性強的是______。

(3)上述分解反應中的還原產物是________，1mol NH4ClO4分解時電子轉移的物質的量為_________。

(4)NH4ClO4溶液中各離子濃度由大到小的排列順序為___________。

(5)以AlCl3溶液為原料制取無水AlCl3，先制得AlCl3·6H2O晶體，主要操作包括____________，再在干燥的HCl氣流中加熱AlCl3·6H2O晶體，能進一步制取無水AlCl3，試結合化學方程式說明原因：_____。

Answer 1

【答案】3s23p1 2 第三周期第VIIA族 氧元素 氯氣 7mol c(ClO4-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) 加熱濃縮、冷卻結晶 存在AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl，在干燥的HCl氣流中，能抑制AlCl3的水解，且帶走AlCl36H2O晶體受熱產生的水蒸氣，可得到純凈的AlCl3

【解析】

（1）Al在元素周期表中為13號元素，根據核外電子排布規律書寫其最外層電子排布式；s能級電子云形狀為球形，p能級電子云形狀為啞鈴形，據此作答；

（2）氯元素原子序數為17，結合元素周期表結構與元素周期律作答；

（3）高氯酸銨（NH4ClO4）分解生成氮氣、氯氣、氧氣還有水，依據氧化還原反應規律作答；

（4）銨根離子會發生水解；

（5）鋁離子水解生成鹽酸易揮發，不能直接蒸發得到晶體，以此來解答。

（1）Al原子序數為13，依據電子排布規律可知，其最外層電子排布式為3s23p1，因s能級電子云形狀為球形，p能級電子云形狀為啞鈴形，所以其電子云形狀有2種，

故答案為：3s23p1；2；

（2）氯元素原子序數為17，在元素周期表中位于第三周期第VIIA族；同周期元素中，非金屬性隨著原子序數的遞增而增大，所以氮氧兩元素非金屬性強的是氧，

故答案為：第三周期第VIIA族；氧元素；

（3）依據題意可知，高氯酸銨分解的化學方程式為：，氯元素從+7價降低到0價，被還原，得到的氯氣為還原產物，其中1mol NH4ClO4分解時電子轉移的物質的量為1×（7-0） = 7 mol,

故答案為：氯氣；7mol;

(4) NH4ClO4溶液中NH4+會發生水解生成一水合氨與H+，使溶液呈現酸性，所以其離子濃度大小順序為：c(ClO4-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)，

故答案為：c(ClO4-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)；

（5）鋁離子水解生成鹽酸易揮發，不能直接蒸發得到晶體，則操作包括①加熱濃縮，②冷卻結晶；在第①步操作中應注意的事項是用玻璃棒不斷攪拌溶液，當有晶體析出時停止加熱．在干燥的HCl氣流中加熱AlCl36H2O晶體，能進一步制取無水AlCl3，其原因是存在AlCl3+3H2OAl（OH）3+3HCl，在干燥的HCl氣流中，能抑制AlCl3的水解，且帶走AlCl36H2O晶體受熱產生的水蒸氣，可得到純凈的AlCl3，

故答案為：加熱濃縮、冷卻結晶；存在AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl，在干燥的HCl氣流中，能抑制AlCl3的水解，且帶走AlCl36H2O晶體受熱產生的水蒸氣，可得到純凈的AlCl3。