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物质结构 元素周期律

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物质结构 元素周期律. 考纲要求. ( 1 )了解元素、核素和同位素的含义。 ( 2 )了解原子构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、质量数、核外电子数以及它们之间的相互关系。 ( 3 )了解原子核外电子排布。 ( 4 )掌握元素周期律的实质。了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。 ( 5 )以第 3 周期为例。掌握 同一周期 内元素 性质的递变 规律与原子结构的关系。 ( 6 )以 IA 和 ⅦA 族为例,掌握 同一主族 内元素性质 递变规律 与原子结构的关系。 ( 7 )了解金属、非金属在元素周期表中的 位置及其性质 递变的规律。 - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 物质结构 元素周期律
Page 2: 物质结构 元素周期律

考纲要求( 1 )了解元素、核素和同位素的含义。( 2 )了解原子构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、质量数、核外电子数以及它们之间的相互关系。( 3 )了解原子核外电子排布。( 4 )掌握元素周期律的实质。了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。( 5 )以第 3 周期为例。掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。( 6 )以 IA 和Ⅶ A 族为例,掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。( 7 )了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。( 8 )了解化学键的定义。了解离子键的概念、形成以及离子化合物的概念。了解共价键的概念、形成以及共价分子的特点。( 9 )了解分子间作用力对物质某些物理性质的影响 。以水为例初步了解氢键。( 10 )了解几种晶体类型(离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体)及其性质。了解同素异形体的含 义。

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( 2010 浙江高考 -8 )有 X 、 Y 、 Z 、 W 、 M 五种短周期元素,其中 X 、 Y 、 Z 、 W 同周期, Z 、M 同主族; X+ 与 M2- 具有相同的电子层结构;离子半径: Z2- > W- ; Y 的单质晶体熔点高、硬度大,是一种重要的半导体材料。下列说法中,正确的是 ( )

A.X 、 M 两种元素只能形成 X2M 型化合物B. 由于 W 、 Z 、 M 元素的氢化物相对分子质量依次减 小,所以其沸点依次降低C. 元素 Y 、 Z 、 W 的单质晶体属于同种类型的晶体D. 元素 W 和 M 的某些单质可作为水处理中的消毒剂

D

品味高考

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( 2009 浙江高考 -8 节选)用NA表示阿佛加德罗常数,下列说法正确的是B . 1mol 乙烷分子含有 8 个共价键C . 58.5g 的氯化钠固体中含有个氯化钠分子

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( 09 浙江高考 -26 )各物质之间的转换关系如下图,部分生成物省略。 C 、 D 是由 X 、 Y 、 Z 中两种元素组成的化合物, X 、 Y 、 Z 的原子序数依次增大,在周期表中 X 的原子半径最小, Y 、 Z 原子最外层电子数之和为 10 。 D 为无色非可燃性气体, G 为黄绿色单质气体, J 、 M 为金属, l 有漂白作用,反应①常用于制作印刷电路板。

A

B

C

D

E F

G

I

H

J

M

L K

NaOH 溶液 葡萄糖② (红色沉

淀)(浅绿色溶液)(棕黄色溶

液)H+G

Page 6: 物质结构 元素周期律

请回答下列问题:( 1 )写出 A 的化学式 , C 的电子式 。( 2 )比较 Y 与 Z 的原子半径大小 > (填写元素符号)( 3 )写出反应②的化学方程式(有机物用结构简式表示) ,举出该反应的一个应用实例 。( 4 )已知 F 溶于稀硝酸,溶液变成蓝色,并放出无色气体。请写出该反应的化学方程式 。( 5 )研究表明:气体 D 在一定条件下可被还原为晶莹透明的晶体 N ,其结构中原子的排列为正四面体,请写出 N 及其 2 种同素异形体的名称 、 、 。

Cu2(OH)2CO3 [Cu(OH)2·CuCO3]或 CuCO3

C O

CH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2→ CH2OH(CHOH)4COOH + Cu2O↓+ 2H2O△

医学上可用这个反应检验尿液中的葡萄糖

3Cu2O + 14HNO3 =6Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 7H2O

金刚石 石墨、富勒烯( C60 )或碳纳米管等

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( 2011 浙江调研 -9 )下列关于物质与性质的叙述中,正确的是A .水分子中 O- H 键的键能很大,因此水的沸点较高

( 2011 浙江调研 -8 )用 NA 表示阿佛加德罗常数,下列说法正确的是A. 2.0 g重水( 2H2O)中含有的质子数为 1.0 NA

D. 60 g石英晶体中含有的 Si - O键数目为 2NA

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( 2011 浙江调研 - 25 ) .( 14分) A、 B、 C、 D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素,其中仅含一种金属元素。 A和 D最外层电子数相同; B、 C和 E在周期表中相邻,且C、 E同主族。 B、 C的最外层电子数之和等于 D的原子核外电子数, A和 C可形成两种常见的化合物甲和乙(相对分子质量甲 <乙)。请回答下列问题:( 1)甲的电子式为 ;写出乙的一种用途 。( 2)用某种废弃的金属易拉罐与 A、 C、 D组成的化合物溶液反应,所产生的气体可充填气球,请写出该反应的离子方程式 。该种气球存在的隐患是 。( 3)向A、 B、 C三种元素组成的某盐溶液中滴加 AgNO3 溶液生成白色沉淀,该反应的化学方程式为 ____________________________。已知该盐溶液常温下呈酸性,则0.1 mol·L-1 该盐溶液中浓度最大的离子为 (写离子符号)。

杀菌、消毒

2Al + 2OH- + 6H2O == 2[Al(OH)4]- + 3H2↑氢气易燃易爆,易造成安全事故

NH4NO2 + AgNO3 == AgNO2↓+ NH4NO3

NO2-

Page 9: 物质结构 元素周期律

( 2011 浙江调研 - 25 ) .( 14分) A、 B、 C、 D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素,其中仅含一种金属元素。 A和 D最外层电子数相同; B、 C和 E在周期表中相邻,且C、 E同主族。 B、 C的最外层电子数之和等于 D的原子核外电子数, A和 C可形成两种常见的化合物甲和乙(相对分子质量甲 <乙)。请回答下列问题:

( 4)写出 C和 D形成的化合物与 EC2发生氧化还原反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目 。

( 5)经检测,某固体粉末中仅含 C和 D两种元素组成的化合物,请设计实验方案探究该固体粉末的成分 。

Na2O2 + SO2 == Na2SO4

2e-

该固体粉末可能的组成为 Na2O 、 Na2O2 或两者的混合物。将粉末加入水中,若无气体生成,则为 Na2O ;若有气体生成,可根据一定量该固体粉末产生气体的量确定其全部为 Na2O2 或是两者的混合物。

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物质结构和元素周期律是每年必考的重点内容。如:原子构成,同位素,原子核外电子排布,电子式,化学键,分子间作用力,晶体类型、结构、性质,元素的“原子结构”、“在周期表中位置”、“基本性质”三者间的关系 ( 如原子半径、离子半径、化合价、单质及化合物性质的递变规律与原子结构的关系 ) 。 高考中常以短周期元素 ( 或前 20 号元素 ) (可能出现铁、铜)命题来考查元 素“构”、“位”、“性”三者关系,以元素及其化合物知识为载体,用物质结构和元素周期律知识,将解释现象、定性推断、归纳总结、定量计算相结合。目前还将实验探究加入其中更体现化学的学科思想。

高考题的启示

Page 11: 物质结构 元素周期律

考点一 原子构成和核外电子排布

例 1 氕化锂、氘化锂、氚化锂都可作为发射“嫦娥一号”卫星的火箭引燃剂。下列说法正确的是 (   )

A . 1H 、 D +、 T2 互为同位素

B . LiH 、 LiD 、 LiT 含有的电子总数分别为 3 、 4 、5

C . 7LiH 、 7LiD 、 7LiT 的摩尔质量之比为 1 1 1∶ ∶

D .它们都是离子化合物,常作还原剂

D

Page 12: 物质结构 元素周期律

1. 原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数间的相互关系。

质量数 (A) =质子数 (Z) +中子数 (N ) =原子的近似相对原子质量

原子的核外电子数=核内质子数=核电荷数=原子序数

阳离子核外电子数=核内质子数-电荷数

阴离子核外电子数=核内质子数+电荷数

归纳总结提升

Page 13: 物质结构 元素周期律

2 .短周期元素原子的结构特征(1) 原子核中无中子的原子是 1

1H 。(2) 最外层有 1 个电子的元素是 H 、 Li 、 Na 。(3) 最外层有 2 个电子的元素是 He 、 Be 、 Mg 。(4) 最外层电子数等于次外层电子数的元素是 Be 、 Ar 。(5) 最外层电子数是次外层电子数 2倍的元素是 C ,是次外层电子数 3倍的元素是 O ,是次外层电子数 4倍的元素是 Ne 。(6) 电子层数与最外层电子数相等的元素是 H 、 Be 、Al 。(7) 电子总数为最外层电子数 2倍的元素是 Be 。(8) 次外层电子数是最外层电子数 2倍的元素是 Li 、 Si , 次外层电子数是最外层电子数 4倍的元素是 Mg 。

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(1)“10 电子”的微粒

3 . 10 电子和 18 电子微粒

Page 15: 物质结构 元素周期律

(2)“18 电子”的微粒

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( 07全国Ⅱ理综第 26 题)用 A +、 B -、 C2― 、 D 、E 、 F 、 G 和 H 分别表示含有 18 个电子的八种微粒(离子或分子),请回答:( 1 ) A 元素是 、 B 元素是 、 C 元素是 。 (用元素符号表示)( 2 ) D 是由两种元素组成的双原子分子,其分子式是 。( 3 ) E 是所有含 18 个电子的微粒中氧化能力最强的分子,其分子式是 。( 4 ) F 是由两种元素组成的三原子分子,其分子式是 ,电子式是 。( 5 ) G 分子中含有 4 个原子,其分子式是 。( 6 ) H 分子中含有 8 个原子,其分子式是 。

即时巩固

K C1 S

HC1

F2

H2S

H2O2 ( PH3 给分)C2H6

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例 2 :下表为元素周期表的一部分,请回答有关问题:

( 1 )⑤和⑧的元素符号是 和 ;( 2 )表中最活泼的金属是 ,非金属最强的元素是 ;除⑧外原子半径最大的是 (填写元素符号)( 3 )表中能形成两性氢氧化物的元素是 ,分别写出该元素的氢氧化物与⑥、⑨最高价氧化物的水化物反应的化学方程式: , ;( 4 )请设计一个实验方案,比较⑦、⑩单质氧化性的强弱: 。

考点二 元素周期表的结构和元素周期律

Si Ar

K

F K

Al

2Al(OH)3 + 3H3SO4 = Al2(SO4)3 + 6H2OAl(OH)3 + KOH= KAlO2 + 2H2O (或 Al(OH)3 + KOH= KAl(OH)4 )

将氯水加入溴化钠溶液中,溶液变黄色,证明单质氯比单质溴氧化性强

Page 18: 物质结构 元素周期律

归纳总结提升

1、元素周期表的结构

族数(族序数的表示方法)、周期数、每周期的元素种类2 、元素金属性、非金属性的强弱比较3 、同周期、同主族元素性质递变规律

4 、原子半径、离子半径大小的比较1 、层同序大径小 族同序大径大2 、同周期离子阴大阳小3 、同元素不同微粒价高径小

以第 3 周期为例。以 IA 和Ⅶ A 族为例。

Page 19: 物质结构 元素周期律

即时巩固 1 、最外层电子数相同的 X 、 Y 、 Z三种元素,已知最高价氧化物对应水化物的酸性强弱是 H3 X O4 <H3 Y O4 < H3ZO4 ,下列推断正确的是

A .原子序数:X<Y< ZB .气态氢化物稳定性: XH3 <Y H3 < ZH3

C .元素的非金属性强弱: X >Y> Z D.电子层数:Y> X> Z

2 、已知下列反应 Cu+X2 CuX2 、 2Cu+Y Cu2Y 、 2KX+Z2====2KZ+X2 。 X2 、 Y 、 Z2 为三种元素的单质。在Cu2Y 中 Y 为- 2 价。下列关于 X 、 Y 、 Z 三种元素的最高价氧化物的水化物的酸性强弱顺序正确的是( )A . HXO4 > H2YO4 > HZO4 B . HZO4 > HXO4 > H2

YO4

C . HZO4 > H2YO4 > HXO4 D . H2YO4 > HZO4 > HXO4

B

B

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即时巩固 3 W 、 X 、 Y 、 Z 是原子序数依次增大的同一短周期元素, W 、 X 是金属元素, Y 、 Z 是非金属元素。(1)W 、 X 各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水,该反应的离子方程式为 ________________________ 。(2)W 与 Y 可形成化合物 W2Y ,该化合物的电子式为___________________ 。

(3)X 的硝酸盐水溶液显 ________ 性,用离子方程式解释原因: ________________________________ 。(4)Y 的低价氧化物通入 Z 单质的水溶液中,发生反应的化学方程式为 ______________________________________ 。

Al(OH)3 + OH - ===AlO2- + 2H2O

酸Al3 ++ 3H2O Al(OH)3 + 3H +

SO2 + Cl2 + 2H2O===H2SO4 + 2HCl

Page 21: 物质结构 元素周期律

W 、 X 、 Y 、 Z 是原子序数依次增大的同一短周期元素, W 、 X 是金属元素, Y 、 Z 是非金属元素。

(5) 比较 Y 、 Z 气态氢化物的稳定性: ________>________( 用分子式表示 ) 。

(6)W 、 X 、 Y 、 Z 四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是 ________>________>________>________ 。

(7)Z 的最高价氧化物为无色液体, 0.25 mol 该物质与一定量水混合得到一种稀溶液,并放出 Q kJ 的热量。写出该反应的热化学方程式: ___________________________________ 。

HCl  H2S

S2 -  Cl -  Na +   Al3

Cl2O7(1) + H2O(1)===2HClO4(aq) ΔH=- 4Q kJ/mol

Page 22: 物质结构 元素周期律
Page 23: 物质结构 元素周期律

考点三 化学键与物质组成

例 3 下列说法中正确的是 (    )

① 非金属元素不可能组成离子化合物  

② 构成分子的粒子一定含有共价键  ③共价化合物中可能含有离子键  ④离子化合物中可能含有共价键  ⑤非极性键只存在于双原子单质分子里  ⑥不同元素组成的多原子分子里的化学键一定都是极性键

A .①②④⑥ B .②④⑤⑥

C .①③⑤⑥ D .只有④

D

Page 24: 物质结构 元素周期律

1. 物质中化学键的存在规律

(1) 离子化合物中一定有离子键,可能还有共价键。如

等。(2)共价化合物中只有共价键,一定没有离子键,如

等。(3)在非金属单质中只有共价键,

如 等。

(4)构成稀有气体的单质分子,由于原子已达到稳定结构,

是单原子分子,分子中不存在化学键。

(5)非金属元素的原子间也可以形成离子键, .

归纳总结提升

(NH4)2SO4、 NH4NO3、 NaOH、 Na2O2

HCl、 CH4、 CO2、 H2SO4

Cl2、 O2、金刚石

NH4Cl

Page 25: 物质结构 元素周期律

2 .化学键与物质类别关系 (1) 只含非极性共价键的物质:同种非金属元素构成的单质,如 I2 、 N2 、 P4 、金刚石、晶体硅等。(2) 只含有极性共价键的物质:一般是不同非金属元素构成的共价化合物,如 等。(3) 既有极性键又有非极性键的物质:如 等。(4) 只含有离子键的物质:活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物,如 等。(5) 既有离子键又有非极性键的物质,如 等。(6) 由强极性键构成但又不是强电解质的物质:如 HF 等。(7) 只含有共价键,而无分子间作用力的化合物:如 。

HCl、 NH3、 SiO2、 CS2

H2O2、 C2H2、 CH3CH3、 C6H6( 苯 )

Na2S、 CsCl、 K2O、NaH Na2O2、 CaC2

原子晶体 SiO2、 SiC

Page 26: 物质结构 元素周期律

(2010·四川理综, 8)下列说法正确的是 (   )

A.原子最外层电子数为 2的元素一定处于周期表ⅡA族

B.主族元素 X、 Y能形成 XY2 型化合物,则X与 Y的原子序数之差可能为 2 或 5

C.氯化氢的沸点比氟化氢的沸点高

D.同主族元素形成的氧化物的晶体类型均相同

B 考点四 晶体类型与性质

Page 27: 物质结构 元素周期律

离子晶体、分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较:离子晶体、分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较:

  晶体类型晶体类型 离子晶体离子晶体 分子晶体分子晶体 原子晶体原子晶体 金属晶体金属晶体

结结构构

构成晶体构成晶体的粒子的粒子

       

微粒间的微粒间的相互作用相互作用

       

性性质质

硬度硬度        

熔点熔点        

导电性导电性        

阴、阳离子阴、阳离子 分子分子 原子原子金属阳离子金属阳离子

和 和 自由电子 自由电子

离子键离子键 分子间分子间

作用力作用力共价键共价键 金属键金属键

差距大差距大大大小小较大较大

较大较大 小小 高高 差距大差距大

导电导电不导电不导电

或半导体或半导体

水溶液 水溶液 有些有些导电导电

熔融或水熔融或水溶液导电溶液导电

归纳总结提升

Page 28: 物质结构 元素周期律

即时巩固1、下列物质发生变化时,所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是 ( )A. 酒精和水分别受热变为气体 B. 干冰和氯化铵分别受热变为气体C. 二氧化硅和铁分别受热熔化 D. 食盐和葡萄糖分别溶解在水中

2、下列叙述正确的是 ( )A 分子晶体中的每个分子内一定含有共价键B 原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键C 离子晶体中可能含有共价键D 金属晶体的熔点和沸点都很高

C

A

Page 29: 物质结构 元素周期律

  

3 、( 2010全国卷 1 ) 13 . 下面关于 SiO2 晶体网状结构的叙述正确的是 A.存在四面体结构单元, O处于中心, Si处于 4个顶角 B.最小的环上,有 3个 Si原子和 3个 O原子 C.最小的环上, Si和 O原子数之比为 1: 2 D.最小的环上,有 6个 Si原子和 6个 O原子

D

Page 30: 物质结构 元素周期律

.

.

[ 讨论 ]下列物质分子的原子最外层是否均达到 8电子稳定结构? A、 CO B、 SiCl4 C、 PBr5 D、 XeF2 E、 COCl2 F、 SF2 G、 N02

Page 31: 物质结构 元素周期律

[ 试一试 ]1、第一次是 1772 年分离出 N2 2、 1890 年合成的重氮离子( N3-)中有一个氮氮三键, 请写出其电子式。3、经分析, 1999 年合成的高能氮阳离子中有 5个氮原子,它们成 V字形,且含有 2个氮氮叁键,每个氮原子最外层均达到 8电子稳定结构,试推断该离子所带的电荷数 ,并写出其电子式

猜测科学家预计能合成 N8 ,你能预测该物质具有什么化学键吗?

Page 32: 物质结构 元素周期律

高考失分警示

1. 元素周期表第 18 列是 0 族而不是Ⅷ A 族,第8 、 9 、 10 列为Ⅷ族,而不是Ⅷ B 族。

2. AⅠ 族元素不等同于碱金属元素, H 元素不属于碱金属元素。

3.难失电子的元素得电子能力也不一定强。

如 0 族元素既不会得电子,失电子也非常困难,Ⅳ A 族元素既不易失电子也不易得电子,主要形成共价化合物。

Page 33: 物质结构 元素周期律

4 .微粒电子层数多的半径不一定大,如 Li 的原子半径大于 Cl, Li +离子半径大于 Al3 +。

5 .并非所有主族元素的最高正价都等于该元素所在的主族序数,如 F 没有正价。

6 .化学键是相邻原子间的静电吸引力 (错 ) ;因为化学键是一种静电作用,既有静电吸引也有静电排斥,只有静电吸引和静电排斥达到平衡才会形成稳定的化学键。应该是直接相邻的原子或离子之间存在的强烈的相互作用,叫做化学键。

7.活泼金属元素和活泼非金属元素之间一定形成离子键(错 );如 AlCl3 是共价化合物。

Page 34: 物质结构 元素周期律

下面是 X 、 Y 、 Z三种元素的信息:它们都是元素周期表的前 20 号元素, Y 和 Z 不在同一周期;它们可以组成化合物 XY2 、 YZ2 和 XZ ; X 的阳离子和 Z 的阴离子的核外电子排布相同; XY2 能和水反应,生成白色浆状物,将浆状物过滤所得到的溶液与 Y 的氧化物 YO2 反应,可以得到另一种白色沉淀 A 。请填写下列空白:(1)X : ________ ; Y : _______ ; Z : ________ ;A 。(2) 写出下列化学方程式:XY2 与水反应: ___________________ 。YO2 与浆状物过滤所得到的溶液反应产生白色沉淀 A :______________________________ 。

综合应用

钙 (或 Ca)  碳 (或 C) 硫 (或 S)

碳酸钙 (或 CaCO3)

CaC2 + 2H2O===Ca(OH)2 + C2H2↑

CO2 + Ca(OH)2===CaCO3↓ + H2O

Page 35: 物质结构 元素周期律

  2 、下表为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑧在表中的位置,用化学用语回答下列问题:

(1)④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序是 _____________ 。

(2)②、③、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是 。

Na>Al>O

HNO3>H2CO3>H2SiO3

Page 36: 物质结构 元素周期律

  (3)①、④、⑤三种元素形成的化合物中化学键类型:

(4)②和④形成的化合物与④和⑤形成的化合物之间发生氧化还原反应,写出该反应的化学方程式 。

(5) 由表中元素可以组成多种漂白剂,试写出其中两种常用漂白剂的化学式: ________________________ 。

(6) 由表中两种元素的原子按 1 1∶ 组成的常见液态化合物的稀溶液易被催化分解,可使用的催化剂为 ( 填序号 ) _________ 。

a . MnO2 b . FeCl3 c . Na2SO3 d . KMnO4

离子键、共价键 (或极性共价键 )

2Na2O2 + 2CO2===2Na2CO3 + O2

NaClO 、 HClO 、 H2O2 、 Na2O

2 (任写两种即可 )

ab

Page 37: 物质结构 元素周期律

  (7) 由表中元素形成的常见物质 X 、 Y 、 Z 、 M 、N 可发生以下反应:

X 溶液与 Y 溶液反应的离子方程式为 ____________ 。

N→⑥的单质的化学方程式为 _______________________ 。

常温下,为使 0.1 mol/L M 溶液中由 M 电离的阴、阳离子浓度相等,应向溶液中加入一定量的 Y 溶液至 ____________ 。

Al3 ++ 3NH3·H2O===Al(OH)3↓ + 3NH4+  

2Al2O3( 熔融 ) 4Al + 3O2↑

溶液的 pH等于 7

Page 38: 物质结构 元素周期律