- 铝的化学性质和冶炼
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(12分)已知铝土矿主要成分为Al2O3，还含有少量的Fe2O3、SiO2等杂质。下图是工业上冶炼铝的工艺流程图：
⑴操作Ⅰ和Ⅱ是用于分离溶液和沉淀，称为 。需要用到哪些玻璃仪器
⑵操作Ⅰ分离出的沉淀除了含有泥沙外，一定还含有 ，滤液X
⑶操作Ⅱ得到的
⑷实
正确答案
⑵Fe2O3,（1分）NaAlO2,（1分）
NaAlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3（2分）
⑶硅酸或H2SiO3，酸（2分）
⑷氨水（1分），Al3++3NH3·H2O= Al（OH）3↓+3NH4Cl（2分）
略
甲、乙、丙三种物质之间有如下图所示的转化关系，其中甲物质为氧化物：
（1）若甲是不溶于水的白色固体，但既能溶于硫酸又能溶于氢氧化钠溶液， 写出下列转化的方程式：
乙
（2）若向乙溶液中加入KSCN溶液，混合溶液呈红色，则甲物质是________（填化学式）。 甲
正确答案
（1）AI3+ + 3NH3 • H2O = AI(OH)3↓ + 3NH4+ 2AI(OH)3
（2）Fe2O3 Fe2O3+6H+ =2Fe3+ + 3H2O
试题分析：（1）氧化物甲是不溶于水的白色固体，既能溶于硫酸又能溶于氢氧化钠溶液的是Al2O3.乙是Al2(SO4)3, 丙是Al(OH)3。乙→丙的离子方程式：AI3+ + 3NH3 • H2O = AI(OH)3↓ + 3NH4+ 丙→甲的化学方程式 2AI(OH)3
聚合氯化铝是新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6－n]，工业上常采用铝盐溶液部分水解制备碱式氯化铝，其工艺流程如下：
已知：高岭土：Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（0.5%～3.0%）及少量杂质和水。
①Al3+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH为5.2。
根据流程图回答下列问题：
（1）写出溶解过程中反应的离子方程式 、 ；
（2）加适量铝粉的主要目的是 ；
（3）溶液的pH需控制在4.2～4.5的原因是 ；
（4）“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，控制该温度的操作名称是 ，写出该过程反应的化学方程式 。
正确答案
（1）Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
（2）除去溶液中的铁离子；
（3）pH超过4.5，Al3+会形成Al(OH)3沉淀；pH低于4.2，Al3+水解程度很小，很难形成液态碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6－n]。
（4）水浴加热 2AlCl3+nH2O= Al2(OH)nCl6－n +nHCl
试题分析：（1）高岭土主要成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3，加入15%盐酸溶解发生的反应有Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O。（2）因为溶解液中有Fe3+所以加入适量铝粉除去。（3）Al3+易水解，pH为5.2水解完全，pH超过4.5，Al3+会形成Al(OH)3沉淀；但pH低于4.2，Al3+水解程度很小，很难形成液态碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6－n]。（4）控制温度在90～100℃，应用水浴加热。
点评：近几年，工业流程图已经称为高考的热点习题，这类习题的特点就是题干复杂，但是问题比较简单，原理都在书本中。
金属铝质轻且有良好的防腐蚀性，在国防工业中有非常重要的作用，利用铝热反应完成钢轨的焊接非常方便迅速。完成下列填空：
（1）在特制漏斗中将铝热剂混合均匀后，引发铝热反应的操作是： ；
（2）硅与铝同周期。地壳里硅、铝的含量硅 铝（填＞,＜或=）。SiO2是硅酸盐玻璃（Na2CaSi6O14）主要成分，Na2CaSi6O14也可写成Na2O·CaO·6SiO2。钠长石（NaAlSi3O8）的氧化物形式 ，长石是铝硅酸盐，不同类长石其氧原子的物质的量分数相同。由此可推知钙长石的化学式为 ；
（3）某铝合金由Al、Si、Cu、Mg组成。①称取100g该铝合金样品，分成等质量的A、B两份。向A份加入足量NaOH溶液，B份加入足量的稀盐酸。②待两份反应物都充分反应之后，称得滤渣质量相差1.60g，收集得到的两份气体的体积相差2240mL(标准状况下)。则样品中Si和Mg的物质的量分别是 和 。
正确答案
（1）．铺上一层KClO3粉末，点燃插入的镁条（2分）
（2）．＞ Na2O·Al2O3·6SiO2 CaAl2Si2O8 (1+1+2=4分) （3） 0.4mol 和 0.6mol (每空2分
试题分析：（1）铝热反应是重要的氧化还原反应，其正确的操作方法是先将金属氧化物烘干，再将其与铝粉按一定质量比混合，得到铝热剂，然后在铝热剂上面铺一层铺上一层氧化剂KClO3粉末，目的是来促使反应的继续进行。在氧化剂中插入镁条并引燃该反应就迅速发生。（2）地壳里各种元素含量从多到少的顺序是氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁氢等。所以是硅＞铝。硅酸盐结构复杂，常用氧化物的形式表示。钠长石（NaAlSi3O8）的氧化物表示是：Na2O·Al2O3·6SiO2。根据氧个数相等及所含元素的种类，结合其化合价，钙长石的化学式为CaAl2Si2O8 。（3）铝合金由Al、Si、Cu、Mg组成，向第一份中加入足量NaOH溶液，Al、Si反应，向另一份中加入足量的稀盐酸，Al、Mg反应。称得滤渣质量相差1.60g，说明Si、Mg相差1.60g。等质量的铝在足量的NaOH溶液和稀盐酸中放出的氢气体积相等。收集得到的两份气体的体积相差2240mL，即0.1mol说明每一份混合物中硅、镁放出氢气的物质的量之差为0.1mol。原混合物含硅、镁的物质的量分别是X、Y。则根据方程式：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑,Mg+2HCl=MgCl2++H2↑.可得│2X-Y│="2×" 0.1,│24Y- 28X│="2×" 1.6。解得X="0." 4,Y=0.6
总的物质的量为0.50 mol的Fe粉与Al粉混合物分为等质量的两份；在一份中加入足量
的稀盐酸，在标准状况下产生气体a L；在另一份中加入足量的氢氧化钠溶液，在标准状况下产生气体b L。则a+b的数值不可能是
正确答案
A
试题分析：由反应Fe+2HCl→FeCl2+H2↑、2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
和2Al+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2↑。可知：若两等份之一中含有xmolFe、ymolAl。
即x+y=0.25，22.4(x+
得出a+b="5.6+44.8y" (0＜y＜0.25)，推出5.6＜a+b＜16.8
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