Question

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（化学式：AlGa）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；

（4）AlO2－；

（5）2AlGa＋3H2O＝Al2O3＋2Ga+3H2↑；BCD

【解析】

试题分析：（1）铝粉和铁的氧化物（FeO•Fe2O3）可配成铝热剂用于焊接钢轨，铝粉和铁的氧化物发生氧化还原反应生成铁和氧化铝，反应的化学方程式为8Al+3FeO•Fe2O4Al2O3+9Fe，故答案为：8Al+3FeO•Fe2O4Al2O3+9Fe；

（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，铝和氢氧化钠溶液反应生成偏氯酸钠和氢气，反应的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；

（3）铝土矿粉粹是增大固体与溶液接触面积，加快反应速率，氧化铝溶于氢氧化钠溶液反应生成偏氯酸钠，加入过量的试剂A使所得溶液中析出Al（OH）3固体，碳酸酸性大于氢氧化铝，说明是通入二氧化碳生成；电解熔融Al2O3时，氧化铝熔点高耗能高，加入冰晶石会降低反应物熔点，节约能源，故答案为：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）设明矾KAl（SO4）2•12H2O为1mol，则溶液中含有1molK+、1molAl3+、2molSO42-，根据反应：SO42-+Ba2+═BaSO4↓，当溶液中的SO42-完全沉淀时，需要2molBa2+，即2molBa（OH）2，2molBa（OH）2中含有4molOH-，1molAl3+和4molOH-发生反应：Al3++4OH-═AlO2-+2H2O；铝元素的存在形式为：AlO2-．故答案为：AlO2-；

（5）i、依据转化关系图中物质分析判断，铝镓合金和水反应生成氧化铝、镓和氢气，反应的化学方程式为：2AlGa+3H2O=Al2O3+2Ga+3H2↑，故答案为：2AlGa+3H2O=Al2O3+2Ga+3H2↑；

ii、A、工艺流程中，太阳能转化为电能、电能转化为化学能、化学能转变为热能，该过程中，能量的转化形式不只有两种，故A错误；B、前边操作中用的物质，在后续操作中又得到该物质，则该物质就可循环使用，转化关系中铝镓合金反应最后生成可以循环使用，故B正确；C、合金熔点低于各成分，铝镓合金的熔点比金属铝低，故C正确；D、根据反应物与最终产物，据此整个过程实质是水分解生成氢气与氧气，该工艺中总反应为：2H2O=H2↑+O2↑D正确，该工艺可利用太阳能分解水，故D正确，故选BCD。

考点：考查了镁铝的性质、工艺流程分析应用的相关知识。