- 铝的化学性质和冶炼
- 共2786题
(10分)某混合物A含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现下图所示的物质之间的转化:
据此回答下列问题:
(1) I、II、III、IV四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是 。
(2) 根据上图反应关系,写出下列B、F所含物质成分的化学式:B ; F 。
(3) 写出过程反应①的离子方程式 ,固体B所含对应的金属其单质与磁性氧化铁在高温下反应的化学方程式 。
(4)写出③中盐酸过量时的离子反应方程式 。
正确答案
(10分) (1)过滤(2分)(2)Al2O3、AlCl3(各1分)(3)Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O、
3Fe3O4+8Al 4Al2O3 + 9Fe (各2分)(4)AlO2-+ 4H+ = Al3+ + 2H2O(2分)
略
(16分)某研究小组取足量形状、质量均相同的铝片,分别与浓度均为6 mol•L-1的等体积的盐酸、氢氧化钠溶液充分反应后,取出剩余的铝片洗净、干燥、称量。
(1)上述反应剩余铝片的质量,前者________后者(填“大于”或“小于”或“等于”)。
(2)观察铝片与盐酸反应后的溶液较浑浊,且试管底部有少量黑色固体。
查资料已知:
①铝与盐酸反应,因反应过快而变成粉末分散到溶液中,形成黑色固体
②电解法冶炼铝所用的原料氧化铝是从铝土矿中提取的,氧化铝中往往还含有微量的氧化铁和二氧化硅杂质。写出在电解池中生成的铝与杂质二氧化硅反应的化学方程式: ________。
(3)为探究(2)中黑色固体的成分,提出合理假设。
假设1:黑色固体是Al和Fe
假设2:黑色固体是Al和Si
假设3:黑色固体是Al和_______________
(4)设计实验方案,基于假设3进行实验,验证黑色固体含有Al之外的其它成分。
限选实验试剂:蒸馏水、6mol·L-1H2SO4溶液、6mol·L-1NaOH溶液、6mol·L-1氨水、0.01mol·L-1KMnO4溶液、新制氯水、20%KSCN溶液。
(5)已知硅与NaOH溶液反应与铝相似。取m1g黑色固体加足量NaOH溶液充分溶解,
滤去不溶物(不考虑可溶物的损失),配成250mL溶液,取出25.00mL溶液,按下列操作进行实验:
在上述操作中,需要用到的玻璃定量仪器有________________________________;
计算黑色固体中Al的质量分数为__________________(相对原子质量:Al-27 Fe-56 H-1 O-16)。
正确答案
(1)大于(2分) (2)②4Al+3SiO23Si+2Al2O3(3分) (3)Fe、Si(2分)
(4)
(5)250mL容量瓶、碱式滴定管(2分) (3分)
(1)等量的铝消耗的盐酸多于氢氧化钠的,所以盐酸中剩余的铝多。
(2)铝和二氧化硅的反应是置换反应,反应式为4Al+3SiO23Si+2Al2O3。
(3)根据假设1、2可知,假设3应是Al和Fe、Si。
(4)由于铁能和酸反应,硅不能。但硅能和氢氧化钠溶液反应,而铁不能,据此可以鉴别。
(5)配制一定物质的量浓度溶液需要容量瓶,溶液显碱性,准确量取溶液需要碱式滴定管。最后得到的固体是氧化铝,黑色固体中Al的质量分数为
铝生产产业链由铝土矿开采、氧化铝制取、铝的冶炼和铝材加工等环节构成。请回答下列问题:
(1)工业上采用电解氧化铝-冰晶石(Na3AlF6)熔融体的方法冶炼得到金属铝:
2Al2O3 4Al+3O2↑加入冰晶石的作用:_______________________________。
(2)上述工艺所得铝材中往往含有少量Fe和Si等杂质,可用电解方法进一步提纯,该电解池中阳极的电极反应式为 ,下列可作阴极材料的是________________。
A.铝材 B.石墨 C.铅板 D.纯铝
(3)阳极氧化能使金属表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸为电解液,铝阳极发生的电极反应式为__________________________________。
(4)在铝阳极氧化过程中,需要不断地调整电压,理由是____________ 。
(5)下列说法正确的是 。
A. 阳极氧化是应用原电池原理进行金属材料表面处理的技术
B. 铝的阳极氧化可增强铝表面的绝缘性能
C. 铝的阳极氧化可提高金属铝及其合金的耐腐蚀性,但耐磨性下降
D. 铝的阳极氧化膜富有多孔性,具有很强的吸附性能,能吸附染料而呈各种颜色
正确答案
(1)降低Al2O3熔点 (2分)
(2)Al- 3e-= Al3+(2分) D(2分)
(3)2 Al- 6e-+ 3H2O = Al2O3 + 6H+(2分)
(4)铝阳极表面不断生成氧化物,电阻增大,为了保持稳定的电流,需要不断增大电压。(3分)
(5)B、D(4分)
试题分析:(1)氧化铝熔点较高,电解时能耗大,加入冰晶石可以降低Al2O3熔化的温度,减少能耗;(2)结合课本所学电解粗铜制精铜,粗铜作阳极、精铜作阴极可知:粗铝作阳极发生氧化反应,电极方程式为;Al- 3e-= Al3+,纯铝作阴极,选择D答案;(3)铝在阳极发生氧化反应形成氧化铝,电极反应为:2Al- 6e-+ 3H2O = Al2O3 + 6H+;(4)铝阳极表面不断生成氧化物,电阻增大,为了保持稳定的电流,需要不断增大电压。(5)B、D
A—J是中学化学中常见的物质,它们之间的转化关系如下框图所示(部分产物已略去)。已知A是一种高熔点物质,J是一种红褐色沉淀。
请回答下列问题:
(1)A的化学式为 ,在水中的溶解性 (选填“易溶”、“可溶”、“难溶”)。
(2)H溶液中通入过量的CO2,其反应的离子方程式是 。
G→J的化学方程式为 。
反应的现象是 。
(3)D物质恰好溶于一定量的稀盐酸后,用合适的化学用语表示所得溶液显酸性的原因 。
正确答案
(1)Al2O3 、难溶
(2)AlO2-+CO2+H2O═Al(OH)3↓+HCO3-,4Fe(OH)2+2H2O+O2═4Fe(OH)3,
(3)Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+
试题分析:(1)A是一种高熔点物质,可在高温下电解,应为氧化铝,则B为O2,D是一种红棕色固体,应为Fe2O3,与Al发生铝热反应,则E为Fe,根据反应关系可知H为NaAlO2,I为AlCl3,F为FeCl2,G为Fe(OH)2,J为Fe(OH)3。故A的化学式为Al2O3 ,水中的溶解性为难溶。
(2)根据上述可知H为NaAlO2,GFe(OH)2。为故H溶液中通入过量的CO2的离子方程式是AlO2-+CO2+H2O═Al(OH)3↓+HCO3-,G→J的化学方程式为为4Fe(OH)2+2H2O+O2═4Fe(OH)3,反应现象为由白色变为灰绿色,最终变为红褐色沉淀。
(3)D物质恰好溶于一定量的稀盐酸后生成氯化铁溶液,因水解溶液显酸性,则Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,故答案为:Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+。
(10分)将一定质量的镁、铝合金,投入100 mL一定浓度的盐酸中,合金完全溶解。向所得溶液中滴加5 mol/L NaOH溶液,生成的沉淀质量与加入NaOH溶液体积如图所示,由图中数据分析计算:
⑴ 求原合金中镁、铝的质量?
⑵ 求盐酸的物质的量浓度?
正确答案
(10分) 4.8g(3分) 2.7g(3分) 8mol/L(4分)适当给步骤分
略
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