- 铝的化学性质和冶炼
- 共2786题
为了检验市场上常见两种金属饮料瓶的主要成分，某小组取甲、乙两种饮料瓶，将其剪碎作为样品，分别按下述步骤进行实验：
I．取少量样品于试管中，加入盐酸，充分反应后过滤。
II．取少量滤液于试管中，向其中滴加氢氧化钠溶液。
步骤II的实验现象如下：
（1）样品甲中金属的主要成分是 ，生成白色沉淀反应的离子方程式是 。
（2）样品乙进行步骤I后所得滤液中一定含有的金属离子是 ，白色沉淀变为红褐色反应的化学方程式是 。
正确答案
（1）Al Al3++3OH—="=" Al(OH)3↓ （2）Fe2+ 4Fe(OH)2 + O2+2H2O == 4Fe(OH)3
试题分析：样品甲:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑. AlCl3+3NaOH= Al(OH)3↓+3NaCl. Al(OH)3+OH-=AlO2-+ H2O;
样品乙: Fe+2HCl=FeCl2+H2↑. FeCl2+2NaOH= Fe(OH)2↓+3NaCl, 4Fe(OH)2 + O2+2H2O == 4Fe(OH)3
故样品甲中金属的主要成分是是铝，生成白色沉淀反应的离子方程式是Al3++3OH—="=" Al(OH)3↓（2）样品乙进行步骤I后所得滤液中一定含有的金属离子是Fe2+白色沉淀变为红褐色反应的化学方程式是： 4Fe(OH)2 + O2+2H2O == 4Fe(OH)3。
将镁、铝的混合物7.8 g溶于100 mL 6 mol/L的H2SO4溶液中，然后再滴加2 mol/L的NaOH溶液。请回答：
（1）若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量随加入NaOH溶液的体积V变化如下图所示。当V1＝200 mL时，则金属粉末中，n(Mg)＝_________mol，V2＝__________mL。
（2）若在滴加NaOH溶液的过程中，欲使Mg2＋、A13＋刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积为__________mL。
正确答案
（本题5分）（1）0.1 700 （2）600
试题分析：（1）由图像可知：V1 mL的NaOH溶液是与过量H2SO4反应的，则与Mg、
Al反应的为H2SO4的物质的量是0.6mo－2mol×0.2L÷2＝0.4mol
设混合物中镁和铝的物质的量n(Mg)＝x mol，n(Al)＝y mol
则x＋1.5y＝0.4mol、24x＋27y＝7.8g
解得x＝0.1mol、y＝0.2mol
当加入V2 mL NaOH溶液时，得到Mg(OH)2沉淀和NaAlO2
关系式为： Mg2＋～2OH－，Al3＋～4OH－，
则V2＝200 mL＋
（2）当Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全时，溶液中只有Na2SO4
关系式为2NaOH～H2SO4
则滴入NaOH溶液的体积为V(NaOH)＝
点评：该题是中等难度的试题，试题贴近高考，基础性强，难易适中，侧重对学生能力对培养和解题方法的指导与训练，有利于培养学生的逻辑推理能力和规范的答题能力。也有助于提升学生的学科素质，提高学生分析问题、解决问题的能力。该题的关键是明确反应的原理，然后结合图像信息具体问题、具体分析即可。
用如图所示的装置进行实验，回答下列问题：
（1）写出该反应的化学方程式：_____________________，
在该反应中________是氧化剂，________是还原剂，该反应称为________反应。
（2）选出该实验的实验现象（把序号填写在横线上）：____________。
①镁条剧烈燃烧；②放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射；③纸漏斗的下部被烧穿；④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体。
（3）写出下列操作或物质的作用：内层纸漏斗底部剪一个孔：________________；蒸发皿盛沙：______________；镁条、氯酸钾______________。
正确答案
（1）Fe2O3＋2Al
（2）①②③④
（3）使熔融物易于落下 防止溅落物炸裂蒸发皿 反应产生高温，引发铝热反应
（1）铝热反应为2Al＋Fe2O3
（2）①②③④全为该铝热反应的现象。
（3）铝热反应实验中：①为使熔融物易落下，通常在内层纸漏斗底部剪一个孔；
②为防止溅落物炸裂蒸发皿，蒸发皿内盛沙子；
③反应中镁条产生高温，引起氯酸钾分解；氯酸钾引发铝热反应。
某工厂排放的工业废水中含Fe3+、A13+、Cu2+，工厂为了减少环境污染，变废为宝，利用废铁屑和其它化学试剂进行如下操作，得到了铁红、A12O3和金属Cu。
（1）固体A的成分是 。
（2）写出B→D的离子方程式 。
（3）溶液E焰色反应呈黄色，试剂H是 （填化学式）。
（4）写出D→F反应的离子方程式 。
（5）分别写出铁红和氧化铝在工业上的一种主要用途：铁红 ，氧化铝 。
（6）将溶液E转化为A12O3，请设计一个最合理的方案 （用文字表述）。
正确答案
（1）Fe、Cu（共2分：答对1个给1分，答错一个不给分）
（2）2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－（共2分）
（3）NaOH（共1分）
（4）Fe3＋+3OH－=Fe(OH)3↓（共2分）
（5）用作红色油漆和涂料 制造耐火坩埚等（共2分，答案合理即给分）
（6）在溶液E中通入过量的CO2，经过滤和洗涤后，加热固体即得Al2O3。（共1分；答到“加酸”给0.5分，答到“加热固体”给0.5分）
试题分析：（1）Fe+2Fe3+=3Fe2+，Fe+Cu2+=Fe2++Cu，由于铁屑过量，则固体A由Fe、Cu组成；B溶液所含金属阳离子为Fe2+、A13+，固体C为目标产物之一的Cu；G为稀硫酸或稀盐酸；（2）氯水是强氧化剂，将Fe2+氧化为Fe3+，即2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－；D溶液所含金属阳离子为Fe3+、A13+；（3）由目标产物逆推，E为NaAlO2溶液，F为Fe(OH)3，则H为NaOH；（4）Fe3+与OH—反应生成Fe(OH)3沉淀，即Fe3＋+3OH－=Fe(OH)3↓；（5）铁红常用作炼铁原料、红色油漆和涂料，氧化铝常用作炼铝原料、制造耐火坩埚等；（6）先将AlO2－转化为Al(OH)3沉淀，即AlO2－+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3－或3AlO2－+Al3＋+6H2O=4Al(OH)3↓；再过滤、洗涤，最后灼烧滤渣，使Al(OH)3分解生成Al2O3和H2O。
（13分）工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3，还有少量的Fe2O3、SiO2）提取冶炼铝的原料氧化铝。工艺流程如下图：
(1) 原料A的名称是___▲___，步骤①反应的离子方程式是________▲_________。
(2) 滤液1中要加入稍过量原料B，原料B的化学式是_▲_，步骤②反应的离子方程式是 ▲_。
(3) 步骤③的化学方程式是：______________▲_______________。
(4) 如果省去步骤①，即溶解铝土矿是从加入原料B开始，后续操作不变，则会对氧化铝的提取有什么影响______________▲______________。
正确答案
（13分）（1）盐酸（硫酸、硝酸）（2分）
Al2O3+6H+=2Al3++3H2O（1分）Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O（1分）
（2）NaOH（2分） H++OH-=H2O（1分） Fe3++3OH-=Fe(OH)3 ↓（1分） Al3++4OH-=AlO2-+2H2O（1分） （3）NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3（2分）
（4）若用NaOH溶液溶解铝土矿，则有部分SiO2溶解在NaOH溶液中生成硅酸钠，最后使
略
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