Question

关于铝的冶炼，有以下一些问题，请你通过努力，争取完成。

(1)工业制备铝一般是通过铝土矿制得的纯净的Al₂O₃，然后电解Al₂O₃/Na₃AlF₆得到铝。也可用电解NaCl—KCl—AlCl₃共熔体方法制铝，且比电解Al₂O₃/Na₃AlF₆制铝节省电能约30%，但现在仍用前一种方法制铝，其主要原因是________(填字母序号)。

A．AlCl₃是共价化合物，其熔融体不导电

B．电解AlCl₃生成的Cl₂会污染大气

C．自然界不存在富含AlCl₃的矿石

D．生产无水AlCl₃较困难，成本又较高

(2)把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为________(填字母序号)

A．1∶2∶3         B．3∶2∶1           C．6∶3∶1         D．6∶3∶2

(3)有些同学查到了有关几种物质的熔、沸点的资料，并对第(2)小题进行评价。

物质	K2O	MgO	Al2O3	KCl	MgCl2	AlCl3
熔点(℃)	881	2 852	2 015	711	714	190(259 kPa)
沸点(℃)	——	3 600	2 980	1 437	1 412	181

①有的认为第(2)小题的题干与选项有矛盾，若选项正确，则可推知氯化钾、氯化镁、氯化铝三种物质中有一种物质是不符合题意的，这种物质是________。

②有的认为第(2)小题的题干正确，只要补一个正确的选项即可，这个选项是________(填序号)。

Ⅰ.0∶0∶0　　　Ⅱ.6∶3∶0　　　Ⅲ.1∶3∶6

③也有的认为只要把第(2)小题中三种物质中的某一种改为表格中的另一种物质也符合题意。请写出电解这种物质的化学方程式：__________________________________________。

(4)讨论含有活泼金属元素的化合物一定是离子化合物吗？并设计简单实验证明你的结论。

Answer

(1)CD (2)D   (3)①氯化铝 ②Ⅰ ③2Al2O34Al＋3O2↑

(4)不一定。将AlCl3固体加热使之熔化，测其导电性；结果不导电，即证明AlCl3不是离子化合物，而是共价化合物。

【解析】本题是对电解冶炼铝知识的挖掘，考查了学生运用知识分析问题和解决问题的能力，综合性较强，有一定的挑战性。

(1)题中已说明：可以用电解NaCl—KCl—AlCl3共熔体方法制铝，所以A选项理由不成立；Cl2虽然会污染大气，但电解NaCl制金属钠时也产生Cl2，况且Cl2还是重要的化工原料，所以排除B；AlCl3能溶于水，自然界中不会存在AlCl3矿石，所以C正确；电解炼铝的电解槽中不能有水，而生产无水AlCl3较困难，成本高，所以D正确。

(2)按照串联电路的特点可知，各个电极流过电子的物质的量都是相等的，再根据金属离子的价态计算出产生三种金属的物质的量之比为6∶3∶2，所以选D项。

(3)①从表中数据可知，氯化铝的熔点比沸点高，而且熔、沸点只有190℃、181℃，都很低，则加热时AlCl3易升华，难被电解(氯化铝属分子晶体，熔融时不能电离)，所以应该是氯化铝。②若题干正确，根据串联电路的特点，若有一个电解槽不导电，则整个电路都没有电子通过，各个电解槽都不发生电解，三个电解槽都没有电解产物，所以应选 Ⅰ.0∶0∶0(本题容易误选Ⅱ.6∶3∶0，原因是没有注意到串联电路的特点，这个知识在初中物理中就学过了)。③根据原题只能选表格中的Al2O3，电解的化学方程式：2Al2O34Al＋3O2↑。

(4)铝是活泼金属，但AlCl3是共价化合物。将AlCl3加热使之熔化，测其导电性，结果不导电，说明AlCl3不是离子化合物而是共价化合物。