图是传统的工业生产金属铝的基本流程图．结合铝生产的流程图回答下列问题:(1)工业冶炼金属铝用的是铝土矿.铝土矿的主要成分是Al2O3．石油炼制和煤的干馏产品石墨作电解铝的阴极和阳极材料．(2)在金属铝的冶炼中加入冰晶石和氟化钙的目的是降低Al2O3的熔点.减少熔融电解质的能耗(3)在冶炼过程中.阳极材料需要定期进行更换.原因是氧化铝和� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

7．图是传统的工业生产金属铝的基本流程图．结合铝生产的流程图回答下列问题：

（1）工业冶炼金属铝用的是铝土矿，铝土矿的主要成分是Al₂O₃（填化学式）．石油炼制和煤的干馏产品石墨（或碳）（填物质名称）作电解铝的阴极和阳极材料．
（2）在金属铝的冶炼中加入冰晶石和氟化钙的目的是降低Al₂O₃的熔点，减少熔融电解质的能耗
（3）在冶炼过程中，阳极材料需要定期进行更换，原因是氧化铝和部分冰晶石（Na₃AlF₆）发生反应生成Na₂Al₂OF₆，写出该反应的化学方程式Al₂O₃+4Na₃AlF₆═3Na₂Al₂OF₆+6NaF
（4）工业上制取金属镁采取电解熔融MgCl₂的方法，电解反应方程式为MgCl₂$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；镁和铝都是活泼金属，为什么在电解冶炼过程中，一个用氯化物，一个用氧化物？氧化镁熔点太高，MgCl₂熔点低，熔化时能发生电离而导电，通过电解制得镁，而AlCl₃是共价化合物，熔化时不能发生电离，所以用电解氧化铝的方法制铝
（5）已知生产1mol铝消耗的电能为1.8×10⁶J，9g铝制饮料罐可回收能量为0.2kJ，则铝制饮料罐的热回收效率η=0.033%（热回收效率=回收能量/生产耗能×100%）

分析传统的工业生产金属铝的基本流程为：萤石主要成分为氟化钙，萤石中加入冰晶石和氟化钙，降低三氧二化铝熔化时所需的温度，电解氧化铝得到铝和氧气，石油炼制和煤的干馏产品中石墨（或碳）可以作为惰性电极电解冶炼铝，电解得到的铝净化、澄清铸锭．
（1）工业上用氧化铝冶炼金属铝，据此确定铝土矿的成分；冶炼铝的电解槽中的阴极和阳极材料均为惰性电极；
（2）冰晶石能溶解Al₂O₃晶体，被用作助熔剂降低Al₂O₃的熔点；
（3）氧化铝溶解并和部分冰晶石发生反应生成Na₂Al₂OF₆，依据原子守恒配平书写化学方程式；
（4）工业上用电解熔融的MgCl₂制备金属镁，电解熔融的氯化镁生成镁与氯气；铝和镁均为活泼金属，利用电解原理制备，但氯化铝为共价化合物不导电，氧化镁熔点高；
（5）生产9g铝制饮料罐消耗的电能=$\frac{9g}{27g/mol}$×1.8×10³KJ，热回收效率=$\frac{回收能量}{生产耗能}$×100%．

解答解：传统的工业生产金属铝的基本流程为：萤石主要成分为氟化钙，萤石中加入冰晶石和氟化钙，降低三氧二化铝熔化时所需的温度，电解氧化铝得到铝和氧气，石油炼制和煤的干馏产品中石墨（或碳）可以作为惰性电极电解冶炼铝，电解得到的铝净化、澄清铸锭．
（1）工业上用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝，冶炼金属铝时用的主要冶炼是铝土矿，说明铝土矿的主要成分是Al₂O₃，电解法冶炼金属铝需要使用惰性电极，石油炼制和煤的干馏产品中石墨（或碳）可以作为惰性电极电解冶炼铝；
故答案为：Al₂O₃；石墨（或碳）；
（2）Al₂O₃属于离子晶体，熔点较高，加入冰晶石和氟化钙，熔融的冰晶石和氟化钙能溶解Al₂O₃晶体，所以其在电解冶炼铝时被用作助熔剂，降低三氧二化铝熔化时所需的温度，在金属铝的冶炼中加入冰晶石和氟化钙的目的是降低Al₂O₃的熔点，减少熔融电解质的能耗；
故答案为：降低Al₂O₃的熔点，减少熔融电解质的能耗；
（3）氧化铝溶解并和部分冰晶石发生反应生成Na₂Al₂OF₆，依据原子守恒配平书写化学方程式为：Al₂O₃+4Na₃AlF₆═3Na₂Al₂OF₆+6NaF，
故答案为：Al₂O₃+4Na₃AlF₆═3Na₂Al₂OF₆+6NaF；
（4）工业上用电解熔融的MgCl₂制备金属镁，电解熔融的氯化镁生成镁与氯气，反应化学方程式为MgCl₂$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑，氧化镁熔点太高，MgCl₂熔点低，熔化时能发生电离而导电，所以用氯化镁电解制镁；AlCl₃是共价化合物，熔化时不能发生电离，所以用氧化铝电解制铝；
故答案为：MgCl₂$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；氧化镁熔点太高，MgCl₂熔点低，熔化时能发生电离而导电，通过电解制得镁，而AlCl₃是共价化合物，熔化时不能发生电离，所以用电解氧化铝的方法制铝；
（5）已知生产1mol铝消耗的电能为1.8×10⁶J，9g铝制饮料罐可回收能量为0.2kJ，生产9g铝制饮料罐消耗的电能=$\frac{9g}{27g/mol}$×1.8×10³KJ，则铝制饮料罐的热回收效率η=$\frac{回收能量}{生产耗能}$×100%=$\frac{0.2KJ}{\frac{9}{27}×1.8×1{0}^{3}KJ}$×100%=0.033%，
故答案为：0.033%．

点评本题考查化学工艺流程、电解原理等，题目难度中等，理解工艺流程是解题的关键，需要学生基本扎实的据此与运用知识分析解决问题的能力．注意AlCl₃是共价化合物，氧化镁熔点高．

练习册系列答案

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7．将金属钠投到装有水的烧杯中，并滴入2-3滴酚酞，观察到钠浮在水面上，说明钠的密度比水小，迅速融化成闪亮的小球，说明钠的熔点比较低，四处游动，发出“丝丝”的响声，溶液变为红颜色．

4．在溶液中加入足量的Na₂O₂后仍能大量共存的离子组是（　　）

	A．	Na⁺、Fe²⁺、Cl^-、SO₄^2-		B．	K⁺、CO₃^2-、Cl^-、SO₄^2-
	C．	Ca²⁺、Mg²⁺、NO₃^-、HCO₃^-		D．	Na⁺、Cl^-、CO₃^2-、Fe³⁺

2．加热固体试剂时，不能使用的仪器是（　　）

12．甲、乙两同学欲分别完成“钠与氯气反应”的实验．
I．甲同学的方案为：取一块绿豆大的金属钠（切去氧化层），用滤纸吸净煤油，放在石棉网上，用酒精灯微热．待钠熔成球状时，将盛有氯气的集气瓶迅速倒扣在钠的上方（装置如图I）．该方案的不足之处有钠预先在空气中加热，会生成氧化物，影响钠在氯气中燃烧；实验过程中会产生少量污染（至少答出两点）．
II．乙同学所采用的装置如图Ⅱ，回答下列问题：

（1）按图Ⅱ组装仪器、添加药品，实验开始后，先将浓盐酸挤入试管，试管中发生反应的离子方程式为2MnO₄^-+10Cl^-+16H⁺=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；待装置中出现整个装置充满黄绿色气体现象后，点燃酒精灯．
（2）点燃酒精灯后，玻璃管中出现的现象是钠熔化并燃烧，产生黄色火焰，有白烟（至少答出两点）
（3）乙同学欲将虚框内装置改为图Ⅲ所示装置，并测量多余气体的体积．
①若图Ⅲ所示量气装置由干燥管、乳胶管和50mL滴定管组装而成，此处所用滴定管是碱式（填“酸式”或“碱式”）滴定管．
②为提高测量的准确性，图Ⅲ装置中的液体可用饱和NaCl溶液；收集完气体并冷却至室温后读数，读数前应进行的操作是上下移动滴定管，使左右两边液面相平．
③如果开始读数时操作正确，最后读数时俯视右边滴定管液面，会导致所测气体的体积偏大（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．

19．

中华人民共和国国家标准（GB2760-2011）规定葡萄酒中SO₂最大使用量为0.25g•L^-1．某兴趣小组用图1装置（夹持装置略）收集某葡萄酒中SO₂，并对其含量进行测定．
（1）仪器A的名称是冷凝管或冷凝器，水通入A的进口为b．
（2）B中加入300.00mL葡萄酒和适量盐酸，加热使SO₂全部逸出并与C中H₂O₂完全反应，其化学方程式为SO₂+H₂O₂=H₂SO₄．
（3）除去C中过量的H₂O₂，然后用0.090 0mol•L^-1NaOH标准溶液进行滴定，滴定前排气泡时，应选择图2中的③；若滴定终点时溶液的pH=8.8，则选择的指示剂为酚酞；若用50mL滴定管进行实验，当滴定管中的液面在刻度“10”处，则管内液体的体积（填序号）④．
①=10mL，②=40mL，③＜10mL，④＞40mL
（4）滴定至终点时，消耗NaOH溶液25.00mL，该葡萄酒中SO₂含量为：0.24g•L^-1．

16．下列变化属于物理变化的有（　　）

	A．	用加热的方法分离沙子和氯化铵晶体
	B．	用洁净的铂丝蘸取氯化钠溶液在无色火焰上灼烧，焰色呈黄色
	C．	胆矾受热变成白色粉末
	D．	熔融的氯化钠导电

17．常温下，往H₂O₂溶液中滴加少量FeSO₄溶液，可发生如下两个反应：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O 2Fe³⁺+H₂O₂=2Fe²⁺+O₂↑+2H⁺，由此说明：
（1）H₂O₂的氧化性比Fe³⁺强，其还原性比Fe²⁺强（填“强”或“弱”）
（2）在H₂O₂分解过程中，FeSO₄溶液的作用是催化剂．

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