- 铝的化学性质和冶炼
- 共2786题
(1)某化学兴趣小组按照下列流程进行“由镁铝合金制备硫酸铝晶体”的实验。
则镁铝合金中加NaOH溶液的化学反应方程式为 ,金属X是 ,
固体A的化学式 ,操作②包含的步骤有蒸发浓缩、 、过滤、干燥。
(2)某兴趣小组为测定镁铝合金中各组成的质量分数,设计图示装置。则仪器甲的名称 ,需要测定的数据有 。(已知该实验时的温度压强)
(3)现有一定量的AlCl3和FeCl3混合溶液,已知其中Al3+、Fe3+的物质的量之和为0.10 mol,若向此溶液加入170 mL 2mol/L NaOH溶液,设Al3+物质的量与总物质的量的比值为x。则x=0.4时,沉淀的物质的量为 mol。请在图中画出沉淀总量(y mol)随x(0→1)变化曲线。
正确答案
(1)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑, Mg, Al(OH)3 ,冷却结晶(降温结晶)(4分)
(2)水槽 ,氢气的体积、镁铝合金的质量(温度、大气压强)答(到前2个条件给满分)。
(1+2分,共3分)
(3)0.06mol 如图(1+2分,共3分)
试题分析:(1)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,铝被碱液溶解后剩余固体金属镁,X为金属镁;加稀硫酸调节pH值为8.9,此时发生的反应:AlO2-+H++H2O= Al(OH)3↓;加足量稀硫酸:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;操作②为浓缩、蒸发、过滤、干燥。
(2)仪器甲为水槽,测量量筒收集的气体体积,镁铝合金的质量。
(3)所涉及的反应:Al3++3OH-=Al(OH)3,Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;铝离子物质的量为:0.04mol;铁离子物质的量为:0.06mol;得到沉淀物质的量最大时为0.1mol,此时耗掉氢氧根物质的量为:0.3mol,此时氢氧根物质的量还有0.04mol,0.04molOH-,可溶解氢氧化铝沉淀物质的量为0.04mol,最后的沉淀物质的量为0.06mol:
(12分)现有甲、乙、丙、丁四种物质,乙、丁的焰色反应均为黄色。丙是一种强酸的酸式盐,将丙加入BaCl2溶液有不溶于盐酸的白色沉淀生成,丁晶体在干燥空气中容易逐渐失去结晶水变成白色粉末。对甲、乙、丙、丁进行下列实验,实验过程和记录如下图所示(无关物质已略去),请回答:
(1)将D溶液蒸干得到的固体是: (写化学式)。
(2)C的结构式是 ,B的电子式为 。
(3)写出D溶液与过量的C反应的离子方程式 。
(4)电解戊的水溶液一段时间后,收集到的三种气体,其一为无色气体B,另两种是单质,写出电解戊溶液的总方程式: 。
(5)有人设想在适当大小的管道中填充一定量的丁的晶体(摩尔质量在280~300之间),管道环绕在一个房子的周围,这样的房子白天晚上室内温度可保持相对恒定,请简述其原理: 。
正确答案
(1) NaAlO2 (2)
(3) CO2 +AlO2-+2H2O==Al(OH)3↓+ HCO3-(4) 2NH4Cl ="===" H2↑+ Cl2↑+ 2NH3↑
(5)白天Na2CO3·10H2O分解吸热,,晚上H2O和Na2CO3再结合成晶体放热,可以调节温度
略
铝是一种应用广泛的金属,工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2及其它不溶于NaOH溶液的杂质。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下:
回答下列问题:
(1)写出反应1的化学方程式 ;
(2)滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是 ,反应2的离子方程式为 ;
(3)电解制铝的化学方程式是 ,以石墨为电极,阳极产生的混合气体的成分是 。
正确答案
(1)2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O(2分) 2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O(2分)
(2)CaSiO3(1分)
2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32- 或AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-(2分)
(3)2Al2O34Al+3O2↑(2分) O2、CO2(CO)(2分)
试题分析:(1)酸性氧化物、两性氧化物都能溶于强碱溶液,生成盐和水;(2)氧化钙是碱性氧化物,与水反应生成氢氧化钙,钙离子与硅酸根离子结合成硅酸钙沉淀;偏铝酸盐溶液通入少量或过量CO2,可以制取氢氧化铝沉淀;(3)电解熔融氧化铝可制取铝;阳极反应式为2O2——2e—=O2↑,高温下C与O2反应生成CO2或CO。
工业上由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和焦炭制备无水AlCl3的流程如下:
已知:AlCl3,FeCl3,分别在183℃、315℃升华
(1)在焙烧炉中发生反应:
①Fe2O3(s)+3C(s)2Fe(s)+3CO(g) △H=-492.7kJ/mol
②3CO(g)+ Fe2O3(s)2Fe(s)+3CO2(g) △H=+25.2kJ/mol
反应2Fe2O3(s)+3C(s)4Fe(s)+3CO2(g) △H=___________kJ/mol。
(2)①Al2O3,Cl2和C在氯化炉中高温下发生反应,当生成1molAlCl3时转移______mol电子;炉气中含有大量CO和少量Cl2,可用Na2SO3溶液除去Cl2,其离子方程式为_______。在温度约为700℃向升华器中加入铝粉,发生反应的化学方程式为 。充分反应后温度降至_____以下(填“183℃、315℃之一),开始分离收集AlCl3。
②将AlCl3· 6H2O溶于浓硫酸进行蒸馏,也能得到一定量的无水AlCl3,此原理是利用浓硫酸下列性质中的 (填字母序号)。
①氧化性 ②吸水性 ③难挥发性 ④脱水性
a.只有① b.只有② c.只有②③ d.只有②③④
(3)海洋灯塔电池是利用铝、石墨为电极材料,海水为电解质溶液,构成电池的其正极反应式________,与铅蓄电池相比.释放相同电量时,所消耗金属电极材料的质量比m(Al): m(Pb)=__________________。
正确答案
(1)-467.5
(2)①3 Cl2+SO32-+H2O=2Cl-+SO42-+2H+ Al+FeCl3=Fe+AlCl3 315℃ ②c
(3)O2+4e-+2H2O=4OH- 2:23
(1)由①+②得所求方程式,所以△H=-467.5kJ·mol
(2)① 由2Al2O3+3Cl2+3C=2AlCl3+3CO知,生成2molAlCl3转移电子数为6,则1mol AlCl3时转移3mol电子;根据题意得:Cl2+SO32-+H2O=2Cl-+SO42-+2H+;Al+FeCl3=Fe+AlCl3由于AlCl3升华而FeCl3不升华,温度在应315℃以下。
②此处只用到吸水性,难挥发性。
(3)氧气在中性溶液中正极反应:O2+4e-+2H2O=4OH-;设都放出6mole-,需要Al 2mol,Pb 3mol,其质量比为2mol×27g/mol:3mol×207g/mol=2:23。
(11分)由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气,这些杂质可采用吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下:
(1)精炼前,需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,相关的化学方程式为①__ __和② 。
(2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有 ;固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在 。
(3)在用废碱液处理A的过程中,所发生反应的离子方程式为 。
(4)钢材镀铝后,表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀,其原因是 ____。
正确答案
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