Question

鋁作為材料金屬在現(xiàn)代社會中發(fā)揮著巨大的作用，鋁的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活中也具有廣泛地作用．
（1）若將鋁溶解，下列試劑中最好選用

 

（填編號）．
A．濃硫酸  B．稀硫酸  C．稀硝酸
（2）工業(yè)制備金屬鋁利用含有雜質(zhì)氧化鐵和二氧化硅的鋁土礦（主要成分為氧化鋁）為原料，先制備Al（OH）₃．方法是先在鋁土礦中加入硫酸，過濾，然后在濾液中加入過量的NaOH溶液，再過濾，在濾液中通入

 

（一種過量的氣體），該反應(yīng)的離子方程式

 

．
（3）工業(yè)上用電解熔融Al₂O₃的方法制備金屬鋁，其陰極反應(yīng)式為

 

．
（4）我國首創(chuàng)以鋁、空氣、海水為能源的新型電池．該電池以取之不盡的海水為電解液，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流．這種海水電池的能量比“干電池”高20～50倍．該新型電池用于航海標(biāo)志燈已研制成功，只要把燈放入海水中數(shù)秒鐘，就會發(fā)出耀眼的白光．該電池的總反應(yīng)為：4Al+3O₂+6H₂O═4Al（OH）₃．其負(fù)極材料為

 

，正極反應(yīng)式為

 

．
（5）堿式氯化鋁（分子式可表示為Al₂（OH）_nCl_（6-n））是一種新型無機(jī)混凝劑，該產(chǎn)品對工業(yè)污水、造紙水、印染水具有較好的凈化效果．為確定堿式氯化鋁分子式中的n值，可采用沉淀稱量法．準(zhǔn)確稱取堿式氯化鋁樣品4.97g，配制成500mL溶液，用硝酸酸化后，然后逐滴加入過量的AgNO₃溶液．然后對沉淀進(jìn)行過濾、洗滌、干燥，稱取沉淀物質(zhì)量為14.35g． 該堿式氯化鋁中的n=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：鋁的化學(xué)性質(zhì),化學(xué)電源新型電池,電解原理,復(fù)雜化學(xué)式的確定

專題：計(jì)算題,幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）鋁與濃硫酸在常溫下發(fā)生鈍化，加熱溶解會產(chǎn)生有毒氣體SO₂，原料利用率低；稀硝酸能溶解鋁但會產(chǎn)生NO氣體，污染空氣，硝酸利用率低；而鋁與稀硫酸反應(yīng)速率較快，產(chǎn)生的H₂對空氣無污染；
（2）鋁土礦中加入硫酸，過濾后的濾液中含有Al³⁺、Fe³⁺，加入過量NaOH溶液，前者可轉(zhuǎn)化為AlO₂^-，后者轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，再過濾后的濾液中含有NaAlO₂溶液，通入過量二氧化碳，轉(zhuǎn)化為Al（OH）₃；
（3）電解熔融氧化鋁時(shí)，陽極O^2-失去電子生成O₂，陰極Al³⁺得電子生成單質(zhì)Al；
（4）這種新型電池以Al為負(fù)極，發(fā)生的反應(yīng)為4Al-12e^-═4Al³⁺，空氣中的氧氣為正極，發(fā)生的反應(yīng)為3O₂+6H₂O+12e^-═12OH^-；
（5）根據(jù)題目提供的數(shù)據(jù)，利用Cl元素守恒可列等式計(jì)算．

解答： 解：（1）A、C中濃硫酸、硝酸與Al反應(yīng)生成有毒氣體，只有B溶解Al最好，故答案為：B；
（2）鋁土礦中加入硫酸，過濾后的濾液中含有Al³⁺、Fe³⁺，加入過量NaOH溶液，前者可轉(zhuǎn)化為AlO₂^-，后者轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，再過濾后的濾液中含有NaAlO₂溶液，通入過量二氧化碳，轉(zhuǎn)化為Al（OH）₃，生成沉淀的該組離子反應(yīng)為AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：CO₂；AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）陰極上Al³⁺得電子生成單質(zhì)Al，電極反應(yīng)為Al³⁺+3e^-═Al，故答案為：Al³⁺+3e^-═Al；
（4）該電池的總反應(yīng)為4Al+3O₂+6H₂O═4Al（OH）₃，Al元素的化合價(jià)升高，失去電子，其負(fù)極材料為鋁，正極上氧氣得到電子，正極反應(yīng)為3O₂+6H₂O+12e^-═12OH^-，
故答案為：鋁；3O₂+6H₂O+12e^-═12OH^-；
（5）對沉淀進(jìn)行過濾、洗滌、干燥，稱取沉淀物質(zhì)量為14.35g，沉淀為AgCl，由Cl元素守恒可知：

4.97

54+17n+35.5(6-n)

×（6-n）=

14.35

143.5

，解得n=1，
故答案為：1．

點(diǎn)評：本題考查較綜合，涉及鋁的化學(xué)性質(zhì)、原電池及計(jì)算等，注重高考高頻考點(diǎn)的考查，把握物質(zhì)的性質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)原理為解答的關(guān)鍵，注意（5）中原子守恒可簡化計(jì)算，題目難度中等．