Question

铝作为材料金属在现代社会中发挥着巨大的作用，铝的化合物在工农业生产及人们的日常生活中也具有广泛地作用．
（1）若将铝溶解，下列试剂中最好选用

 

（填编号）．
A．浓硫酸  B．稀硫酸  C．稀硝酸
（2）工业制备金属铝利用含有杂质氧化铁和二氧化硅的铝土矿（主要成分为氧化铝）为原料，先制备Al（OH）₃．方法是先在铝土矿中加入硫酸，过滤，然后在滤液中加入过量的NaOH溶液，再过滤，在滤液中通入

 

（一种过量的气体），该反应的离子方程式

 

．
（3）工业上用电解熔融Al₂O₃的方法制备金属铝，其阴极反应式为

 

．
（4）我国首创以铝、空气、海水为能源的新型电池．该电池以取之不尽的海水为电解液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流．这种海水电池的能量比“干电池”高20～50倍．该新型电池用于航海标志灯已研制成功，只要把灯放入海水中数秒钟，就会发出耀眼的白光．该电池的总反应为：4Al+3O₂+6H₂O═4Al（OH）₃．其负极材料为

 

，正极反应式为

 

．
（5）碱式氯化铝（分子式可表示为Al₂（OH）_nCl_（6-n））是一种新型无机混凝剂，该产品对工业污水、造纸水、印染水具有较好的净化效果．为确定碱式氯化铝分子式中的n值，可采用沉淀称量法．准确称取碱式氯化铝样品4.97g，配制成500mL溶液，用硝酸酸化后，然后逐滴加入过量的AgNO₃溶液．然后对沉淀进行过滤、洗涤、干燥，称取沉淀物质量为14.35g． 该碱式氯化铝中的n=

 

．

Answer 1

考点：铝的化学性质,化学电源新型电池,电解原理,复杂化学式的确定

专题：计算题,几种重要的金属及其化合物

分析：（1）铝与浓硫酸在常温下发生钝化，加热溶解会产生有毒气体SO₂，原料利用率低；稀硝酸能溶解铝但会产生NO气体，污染空气，硝酸利用率低；而铝与稀硫酸反应速率较快，产生的H₂对空气无污染；
（2）铝土矿中加入硫酸，过滤后的滤液中含有Al³⁺、Fe³⁺，加入过量NaOH溶液，前者可转化为AlO₂^-，后者转化为Fe（OH）₃沉淀，再过滤后的滤液中含有NaAlO₂溶液，通入过量二氧化碳，转化为Al（OH）₃；
（3）电解熔融氧化铝时，阳极O^2-失去电子生成O₂，阴极Al³⁺得电子生成单质Al；
（4）这种新型电池以Al为负极，发生的反应为4Al-12e^-═4Al³⁺，空气中的氧气为正极，发生的反应为3O₂+6H₂O+12e^-═12OH^-；
（5）根据题目提供的数据，利用Cl元素守恒可列等式计算．

解答： 解：（1）A、C中浓硫酸、硝酸与Al反应生成有毒气体，只有B溶解Al最好，故答案为：B；
（2）铝土矿中加入硫酸，过滤后的滤液中含有Al³⁺、Fe³⁺，加入过量NaOH溶液，前者可转化为AlO₂^-，后者转化为Fe（OH）₃沉淀，再过滤后的滤液中含有NaAlO₂溶液，通入过量二氧化碳，转化为Al（OH）₃，生成沉淀的该组离子反应为AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案为：CO₂；AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）阴极上Al³⁺得电子生成单质Al，电极反应为Al³⁺+3e^-═Al，故答案为：Al³⁺+3e^-═Al；
（4）该电池的总反应为4Al+3O₂+6H₂O═4Al（OH）₃，Al元素的化合价升高，失去电子，其负极材料为铝，正极上氧气得到电子，正极反应为3O₂+6H₂O+12e^-═12OH^-，
故答案为：铝；3O₂+6H₂O+12e^-═12OH^-；
（5）对沉淀进行过滤、洗涤、干燥，称取沉淀物质量为14.35g，沉淀为AgCl，由Cl元素守恒可知：

4.97

54+17n+35.5(6-n)

×（6-n）=

14.35

143.5

，解得n=1，
故答案为：1．

点评：本题考查较综合，涉及铝的化学性质、原电池及计算等，注重高考高频考点的考查，把握物质的性质及化学反应原理为解答的关键，注意（5）中原子守恒可简化计算，题目难度中等．