Question

元素铝是在生产、生活中应用广泛的金属元素。

（1）从矿石提取氧化铝：矿石与NaOH溶液高温反应，然后降温析出晶体，再经净化和高温煅烧得到氧化铝。降温析出晶体时的反应方程式为：                     。

（2）氧化铝是工业电解冶炼铝的重要原料，生产中加入冰晶石(Na₃AlF₆)，其作用是            。

工业冶炼铝的装置示意图如右：

①阴极的反应式                         ，

②在电解池工作过程中，需要不断补充阳极材料，原因是                       。

（3）有资料介绍：溶液中铝元素以氢氧化物[用Al(OH)₃表示]形式存在的pH范围是3.8~10。现有A、B两种均含铝元素形成的某种离子溶液，其pH分别为1、13，两溶液等体积混合时反应的离子方程式为                                    。

（4）一种新型高效净水剂PAFC——聚合氯化铁铝[A1Fe（OH）_nCl_6－n]_m，广泛用于日常生活用水和工业污水的处理。有关PAFC的说法正确的是           。（填选项）

A．PAFC中铁元素显+2价

B．PAFC用于净水时，比用相同量的氯化铝和氯化铁对水的pH改变小

C．PAFC可看作一定比例的氯化铁与氯化铝水解的中间产物

D．PAFC在强酸性和强碱性溶液中都能稳定存在

 

Answer 1

【答案】

31．（8分）

（1）NaAl(OH)₄=Al(OH)₃↓+NaOH  （1分）。

（2）作（助）熔剂（降低氧化铝熔点，使其在1000℃左右即可熔化）（1分）。

①Al^3＋＋3e^－=Al ；（1分）。

②电解阳极产生O₂，在高温条件下，石墨阳极被不断的氧化为CO₂。（2分）。

（3）Al^3＋＋3[Al(OH)₄]^－=4Al(OH)₃↓(或Al^3＋＋3AlO₂^－＋6H₂O=4Al(OH)₃↓) （1分）。

（4）①BC  （2分）。

【解析】

试题分析：

（1）从题目后面可以推出再经净化和高温煅烧得到氧化铝。说明有Al(OH)₃↓生成，因此反应可以写为NaAl(OH)₄=Al(OH)₃↓+NaOH  。

（2）由于氧化铝熔点非常高，要加热使其熔化需要很高的温度即消耗大量的能源，生产中加入冰晶石(Na₃AlF₆)，作（助）熔剂（降低氧化铝熔点，使其在1000℃左右即可熔化）可以使其在较低温度下熔化，起始节约能源作用。

①阴极是阳离子得电子的反应，所以的反应式Al^3＋＋3e^－=Al ；

②在电解池工作过程中，电解阳极产生O₂，在高温条件下，石墨阳极被不断的氧化为CO₂。

（3）弱酸的阴离子和弱碱的阳离子在水溶夜中时会发生双水解反应，可以写为Al^3＋＋3[Al(OH)₄]^－=4Al(OH)₃↓(或Al^3＋＋3AlO₂^－＋6H₂O=4Al(OH)₃↓)。

（4）由于PAFC的相对分子质量比较大，相同质量时其阳离子的量较少，离子水解时产生的氢离子浓度较小，因此比用相同量的氯化铝和氯化铁对水的pH改变小，另外该物质是一种碱式盐，相当于部分阳离子得到水解，故答案选择BC 。