- 铝的化学性质和冶炼
- 共2786题
（8分）一定质量由铝粉和四氧化三铁组成的铝热剂，在隔绝空气的条件下灼烧，使之充分反应。将所得混合物研细并分成两等份，分别投入过量的烧碱溶液和盐酸中，充分反应后，前者消耗m mol NaOH，放出0.336 L气体；后者消耗n mol HCl，放出V L气体。若将等质量的这种铝热剂中铝粉与足量的稀硫酸反应，可得到3.36 L气体（气体体积均在标准状况下测定）。求：
（1）该铝热剂组成成分的质量分数。
（2）m、n、V的值。
正确答案
(1)φ(Al)="27.95% " φ(Fe3O4)=72.05%
(2)m="0.05" mol n="0.24" mol
V="1.344" L
根据题意，进行铝热反应后的混合物投入烧碱溶液中，产生气体，说明铝粉过量，Fe3O4完全反应。由于等质量的铝和酸、碱反应，放出H2的量相等，由2Al～3H2可知：
原铝热剂中铝的总质量m1(Al)=
发生铝热反应后剩余铝的质量m2(Al)= 
铝热反应消耗铝的质量m3(Al)="2.7" g-0.54 g="2.16" g
(1)由8Al+3Fe3O4
m(Fe3O4)=
m(Fe)= 
m(Al2O3)=
故φ(Al)=
φ(Fe3O4)=1-27.95%=72.05%
(2)根据原子守恒Al～NaAlO2～NaOH
m="n(NaOH)=" 
由2Al～6HCl～3H2 Al2O3～6HCl Fe～2HCl～H2
n=n(HCl)=
V=V(H2)="(" 
（9分）铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：
(1)工业冶炼铝的化学方程式是__________________________.
(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是 .
(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示.
①该电解槽的阳极反应式是___________________.
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因__________ .
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从出口______(填写“A”或“B”)导出。
正确答案
（9分）（1）2Al2O3 ===4Al+3O2↑
（2）2Al+2OH—+2H2O==2AlO2—+3H2↑
或2Al+2OH—+6H2O ===2[Al(OH)4]—+3H2↑]
（3）①4OH- -4e- = 2H2O+O2↑
②因在阴极上发生电极反应为：2H++2e- = H2↑，使c(H+)减小，c(OH—)增大，故pH增大。 ③B
略
银铜合金广泛用于航空工业，从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：
(注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 ℃和80 ℃。)
(1)电解精炼银时，阴极反应式为________；滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学反应方程式为________________。
(2)固体混合物B的组成为__________；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为____________。
(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：
CuO＋____Al2O3
(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为________ mol CuAlO2，至少需要1.0 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液________ L。
(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是________、过滤、洗涤和干燥。
正确答案
(1)Ag＋＋e－=Ag 2NO＋O2=2NO2
(2)Al(OH)3、Cu(OH)2 Al(OH)3＋OH－=AlO2—＋2H2O
(3)4 2 4 O2
(4)50 25
(5)蒸发浓缩、冷却结晶
(1)电解精炼Ag时，粗银作阳极，纯银作阴极，含有Ag＋的电解质溶液作为电解液，所以阴极反应式为Ag＋＋e－=Ag，滤渣Ag与稀HNO3反应生成NO，NO被O2氧化生成NO2，方程式为2NO＋O2=2NO2。
(2)NaOH溶液与Al2(SO4)3、CuSO4反应生成Al(OH)3沉淀和Cu(OH)2沉淀，若NaOH过量，Al(OH)3沉淀溶解，离子方程式为Al(OH)3＋OH－=AlO2—＋2H2O。
(3)由于在反应前后，Cu的化合价降低，CuO作氧化剂，所以失电子的只能是O2－，被氧化成O2，利用得失电子守恒配平。
(4)4Cu～4CuO～2Al2O3～2Al2(SO4)3～4CuAlO2
即2Cu～Al2(SO4)3～2CuAlO2
n(Cu)＝
所以可完全转化生成50 mol CuAlO2，
至少需要Al2(SO4)3的体积为
(5)由于胆矾带有结晶水，为防止失去结晶水，应采取加热浓缩、冷却结晶的方法。
一般来说，多数合金（以硬铝为例）与其各成分金属相比较，合金的熔点____________，合金的强度和硬度都比纯铝_______________，其密度_______________。
正确答案
较低 较大 较小
一般来说，多数合金与其各成分金属相比较，合金的熔点低于其成分金属的熔点；强度和硬度则比其成分金属大。
将除去氧化膜的镁条插入到稀盐酸溶液中, 发现生成氢气的速度变化情况如下图所示:
其中t1—t2速度变化的主要原因是
t2—t3速度变化的主要原因是
正确答案
该反应为放热反应，随着反应的进行，温度升高，反应速率逐渐加快
随着反应的进行，c(HCl)逐渐减小，反应速率逐渐减慢
略
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