题目内容
2013年1月26日15时整,中国国产大型军用运输机运-20成功降落。标志着运-20首飞圆满成功。请回答下列问题:
Ⅰ.运-20根据结构和性能要求不同,使用的材料也不同,你认为下列材料中用于运-20制造,合理的是 (填序号)。
A.利用纯铝制造运-20发动机
B.用镁铝合金制造运-20座椅
C.用氧化铝制造运-20电器线路的导线
D.用普通钢制造运-20灭火器的外壳
Ⅱ.制造铝合金所需的铝从铝土矿中提取,已知铝土矿的主要成分为氧化铝(含有Fe2O3、SiO2杂质),SiO2不与盐酸反应但能溶解在NaOH溶液中生成可溶性Na2SiO3。工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝:
(1)①②中除加试剂外,还需要进行的操作是 。
(2)写出步骤②反应的化学方程式: 。
(3)③中需要通人过量的二氧化碳,写出该过程中含铝化合物发生反应的离子方程式: 。
(4)一种新型镁铝合金的化学式为Mg17Al12,科学家发现它具有储氢性能,是一种潜在的储氢材料,可在氩气保护下,将一定比例的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al12+17H2=17MgH2+12Al,得到的混合物Y(17MgH2+12Al)在一定条件下能释放出氢气。
①制备镁铝合金(Mg17Al12)时通人氩气的目的是 。
②在5.0 mol·L-1盐酸中,混合物Y能完全释放出H2。1 mol Mg17A112完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应,消耗盐酸的体积为 L。
Ⅰ.BD
Ⅱ.(1)过滤
(2)AlCl3+4NaOH=NaAlO2+2H2O+3NaCl、FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl
(3)AlO2-+CO2+H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
(4)①防止Mg、Al与空气中的成分反应 ②14
【解析】Ⅰ.选项A,纯铝硬度差,不能用于制造飞机发动机。选项B,镁铝合金具有质量轻、密度低、散热性好、抗压性强和易于加工等性能,能用于制造运-20的座椅。选项C,固态氧化铝不导电,不能用于制造运-20电器线路的导线。选项D,普通钢制造的容器具有较好的抗压和抗冲击能力等特性,适合制造灭火器的外壳。
Ⅱ.(1)铝土矿中的Al2O3、Fe2O3能与盐酸反应生成可溶性AlCl3、FeCl3,SiO2不反应,a中含有固体SiO2,b中含有固体Fe(OH)3,均需要利用过滤除去。
(2)向AlCl3、FeCl3溶液中加入过量NaOH溶液,AlCl3、FeCl3与过量NaOH溶液反应生成可溶的NaAlO2和难溶的Fe(OH)3沉淀,据此可写出相应反应的化学方程式。
(3)NaAIO2溶液与过量CO2反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3,其反应的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。
(4)①由于Mg、Al都易在空气中燃烧,所以制备镁铝合金时通入氩气的目的是防止Mg、Al与空气中的成分反应。
②1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物为17 mol MgH2和12 mol Al,与盐酸反应的化学方程式为MgH2+HCl=MgCl2+2H2↑、2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,17 mol MgH2消耗34 mol HCl,12 mol Al消耗36 mol HCl,共消耗70 mol HCl,消耗5.0 mol·L-1盐酸的体积为70 mol÷5.0 mol·L-1=14 L。