氯化铝融盐电解法是以氯化铝为原料,以碱金属或碱土金属氯化物(含少量MgCl2、KCl、CaCl2)为电解质进行电解制取铝的方法。(1)氯化铝融盐电解法需要先制纯

氯化铝融盐电解法是以氯化铝为原料,以碱金属或碱土金属氯化物(含少量MgCl2、KCl、CaCl2)为电解质进行电解制取铝的方法。(1)氯化铝融盐电解法需要先制纯

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氯化铝融盐电解法是以氯化铝为原料,以碱金属或碱土金属氯化物(含少量MgCl2、KCl、CaCl2)为电解质进行电解制取铝的方法。
(1)氯化铝融盐电解法需要先制纯氧化铝。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料通过以下途径提纯氧化铝:

①依次写出X、Y的成分          ,             
②如图所示在实验室中进行过滤,操作中的两处错误分别是                                                          

(2)制备无水氯化铝的反应为:2Al2O3+6Cl24AlCl3+3O2
③为促进该反应的进行,实际生产中需加入焦炭,其原理是                   
④加入焦炭后的化学反应可表示为Al2O3+C+Cl2AlCl3+X↑,为确定气体X是否是混合气体,某同学将X依次通过灼热的氧化铜和澄清的石灰水,再根据现象判断。该操作是否正确?(填正确、不正确或无法判断)      ,请说明理由          
(3)现在工业上通常用电解熔融氧化铝方式制取铝,理论上生产1吨铝消耗的氧化铝的质量_________
(填“大于”、“小于”、“等于”)氯化铝质量。
答案
(10分)(1)①NaOH溶液(1分); 稀盐酸(1分)
②没有使用玻璃棒引流;滤纸边缘高于漏斗边缘(2分)
(2)③碳与O2反应,有利于反应正向进行(2分)
④不正确。将生成气体先通过灼热的CuO粉末,若有CO就会生成CO2,这样就无法确定原来是否有CO2。(2分) (3)小于(2分)
解析

试题分析:(1)①滤液乙能和氨水反应生成氢氧化铝沉淀,这说明滤液乙中含有铝离子,所以Y应该是盐酸。则滤液甲中含有AlO2和SiO32,因此X是NaOH。氧化铁和氢氧化钠不反应,过量得到氧化铁。硅酸钠和盐酸反应生成硅酸沉淀,过量得到氯化铝和盐酸的混合液,加入氨气即生成氢氧化铝沉淀。
②根据装置图可知,该装置是过滤装置,因此主要的错误在于没有使用玻璃棒引流,其次滤纸边缘高于漏斗边缘。
(2)③因为在加热的条件下,碳与O2反应,生成CO或CO2,降低氧气的浓度,有利于反应正向进行。
④由于在加热的条件下,CO能和氧化铜反应生成CO2,所以将生成气体先通过灼热的CuO粉末,若有CO就会生成CO2,这样就无法确定原来是否有CO2,所以是不正确的。
(3)根据原子守恒可知,1mol氧化铝可以生成2mol氯化铝。1mol氧化铝的质量是102g,2mol氯化铝的质量是2mol×133.5g/mol=267g,所以氧化铝的质量小于氯化铝的质量。
举一反三
在铝制易拉罐中收集一满罐CO2,加入过量浓NaOH 溶液,立即把口封闭。发现易拉罐“咔咔”作响,并变瘪了;过一会儿后,易拉罐又会作响并鼓起来。则下列说法错误的是
A.导致易拉罐变瘪的反应是:CO2 + 2OH- = CO32- + H2O
B.导致易拉罐又鼓起来的反应是:2Al + 2OH- + 2H2O = 2AlO2- + 3H2
C.反应结束后,溶液中的离子浓度关系是:c(Na+) + c(H+) = c(OH-) +c(AlO2-) + c(CO32-)
D.如果将CO2换为NH­3,浓NaOH溶液换为浓盐酸,易拉罐也会出现先瘪后鼓的现象

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铝及其化合物在生产生活中具有重要的作用。
(1)铝在元素周期表中的位置是                      
(2)已知电负性的数值表示原子对电子吸引能力的相对大小。以下是几种原子的电负性数值:
元素




电负性
0.9
1.2
χ
1.8
 
①铝的电负性χ的范围是                    
②电负性的数值与元素金属性的关系是                                      
③下列实验能比较镁和铝的金属性强弱的是          
a.测定镁和铝的导电性强弱
b.测定等物质的量浓度的Al2(SO4)3和MgSO4溶液的pH
c.向0.1 mol/LAlCl3和0.1 mol/L MgCl2中加过量NaOH溶液
(3)铝热法是常用的金属冶炼方法之一。
已知:4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s)   ΔH1=-3352 kJ/mol
Mn(s)+O2(g)=MnO2(s)    ΔH2= -521 kJ/mol
Al与MnO2反应冶炼金属Mn的热化学方程式是                                 
(4)冶炼金属铝时,用石墨做电极电解熔融Al2O3。液态铝在(填“阴”或“阳”)    极得到,电解过程中,阳极石墨需要不断补充,结合电极反应说明其原因是                           
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铝和铝合金是生活中常用的材料,下列说法正确的是
A.铝合金的熔点比纯铝高B.铝合金的硬度比纯铝小
C.镁铝合金腐蚀时,镁先于铝被腐蚀D.常温下可用铝制容器盛装浓硫酸

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下列有关铝或其化合物的说法中不正确的是
A.制备AlCl3不能采用将溶液直接蒸干的方法
B.工业上采用电解AlCl3的方法冶炼金属铝
C.实验室常用氨水和硫酸铝溶液制备Al(OH)3
D.存在于污水中的胶体物质,常用投加明矾等电解质的方法进行处理

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铬(Cr)与铝的性质相似,Cr(OH)3+OH- =CrO- 2+2H2O,下列推断中正确的是
A.往CrCl3溶液加入过量NaOH溶液可制得Cr(OH)3
B.对CrCl3·6H2O加热脱水可得CrCl3
C.Cr2O3既能溶于酸,又能溶于NaOH溶液
D.CrO- 2水解使溶液显酸性

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