Question

（10分）铝是地壳中含量最多的金属元素，其单质和化合物广泛应用于日常生活中。

（1）铝粉和铁的氧化物（FeO·Fe₂O₃）可配成铝热剂用于焊接钢轨，反应的化学方程式是            。

（2）NaOH溶液可以除去铝表面的氧化膜，在处理过程中常会产生H₂，产生H₂的离子方程式是           。

（3）工业上以铝土矿（Al₂O₃·H₂O）为原料生产铝，主要包括下列过程：

i．将粉粹、筛选后的铝土矿溶解在NaOH溶液中；

ii．加入过量的试剂A使所得溶液中析出Al（OH）₃固体；

iii．使Al（OH）₃脱水生成Al₂O₃；

iv．电解熔融Al₂O₃生成Al。

铝土矿粉粹的目的是                ，试剂A的化学式是          ，电解熔融Al₂O₃时，加入冰晶石，其作用是               。

（4）明矾化学式为KAl（SO₄）₂·12H₂O，向明矾溶液中加入Ba（OH）₂溶液，当溶液中的SO₄^2－恰好沉淀时，铝元素的存在形式是          。

（5）美国普度大学研究开发出一种利用铝镓（镓：Ga）合金制取氢气的新工艺（如下图所示）。

i．写出常温下铝镓合金产生氢气的化学方程式                 。

ii．下列有关该工艺的说法正确的是          。

A．该过程中，能量的转化形式只有两种

B．铝镓合金可以循环使用

C．铝镓合金的熔点比金属铝低

D．该工艺可利用太阳能分解水

Answer

（1）8Al＋3FeO·Fe2O34Al2O3＋9Fe ；

（2）2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑ ；

（3）增大接触面积，加快反应速率；CO2；降低反应混合物熔点，节约能源；

（4）AlO2－；（5）2AlGa＋3H2O＝Al2O3＋2Ga+3H2↑，BCD

【解析】

试题分析：（1）利用铝的还原性较强，能把铁置换出来，其反应方程式为8Al＋3FeO·Fe2O34Al2O3＋9Fe；（2）铝和氢氧化钠溶液中的水先反应生成H2，然后生成的氢氧化铝再和氢氧化钠反应，两式相加得：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2－＋3H2↑；（3）把铝粉碎可以增大接触面积，加快反应速率，故粉碎的目的：增大接触面积，加快反应速率；i中反应：Al2O3＋2OH－=2AlO2－＋H2O，ii中加入过量的试剂A，因为氢氧化铝呈现两性，溶解到过量的强酸中，利用碳酸的酸性强于偏铝酸，且Al（OH）3不溶于碳酸，故A为CO2，Al2O3的熔点很高，由固体变成熔融状态，需要很多能量，加入冰晶石的作用：降低氧化铝的熔点，节约能源；（4）当1molKAl（SO4）2中SO42－恰好沉淀，需要消耗2molBa（OH）2溶液，1molAl3＋对应4molOH－，故铝元素以AlO2－的形式存在；（5）i根据制取氢气的新工艺，得出反应方程式：2AlGa＋3H2O＝Al2O3＋2Ga+3H2↑，ii.A、电解氧化铝是把电能转化成化学能和热能，依据信息利用太阳能，把太阳能转化成电能，故有能量三种转化形式，错误；B、依据信息铝镓合金循环使用，故正确；C、依据合金的特点：合金的熔点小于各成分的熔点，故正确；D、依据新工艺的总反应，利用太阳能把水分解成氧气和氢气，故正确。

考点：考查铝及其化合物的性质、影响反应速率的因素、工艺流程等知识。