工業(yè)上用鋁土礦（主要成分為Al2O3，F(xiàn)e2O3等）提取Al2O3做冶煉鋁的原料，由熔鹽電解法獲得的粗鋁中含一定量的金屬鈉和氫氣，這些雜質(zhì)可采用吹氣精煉法除去，產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后可用于鋼材鍍鋁．工藝流程如下圖所示：

（已知：NaCl熔點為801℃；AlCl3在181℃升華）
（1）向濾液中通入過量CO2所發(fā)生反應的離子方程式為
 
．
（2）精煉前，需清除坩堝表面的氧化鐵和石英砂，防止精煉時它們分別與鋁發(fā)生置換反應產(chǎn)生新的雜質(zhì)，則鋁和氧化鐵反應的化學方程式為
 
．
（3）將Cl2連續(xù)通入坩堝中的粗鋁熔體，雜質(zhì)隨氣泡上浮而除去．氣泡的主要成分除Cl2外還含有
 
．固態(tài)雜質(zhì)粘附于氣泡上，在熔體表面形成浮渣，浮渣中肯定存在
 
．
（4）鍍鋁電解池中，金屬鋁為陽極，熔融鹽電鍍液中鋁元素主要以AlCl4-形式存在，則陽極的電極反應式為
 
．
（5）鋼材鍍鋁后，抗腐蝕性能會大大增強，其原因是
 
．
考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應用,制備實驗方案的設計
專題：實驗設計題,元素及其化合物
分析：流程分析可知，鋁土礦加入氫氧化鈉溶液浸取過濾，濾液中加入過量二氧化碳得到氫氧化鋁沉淀，焙燒得到氧化鋁，氧化鋁電解得到粗鋁，粗鋁在坩堝中精煉高溫通入氯氣，將Cl2連續(xù)通入坩堝中的粗鋁熔體，雜質(zhì)隨氣泡上浮而除去，得到高純鋁液，氣體冷卻得到氯化鋁固體，鍍鋁電解池中，金屬鋁為陽極，熔融鹽電鍍液中鋁元素主要以AlCl4-形式存在，通過電鍍在表面鍍鋁；
（1）濾液中含有偏鋁酸鈉，通入過量CO2發(fā)生反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫根離子；
（2）根據(jù)氧化鐵和石英砂（主要成分是二氧化硅）能分別與鋁發(fā)生置換反應來書寫方程式；
（3）根據(jù)題中信息：NaCl熔點為801℃；AlCl3在181℃升華，在結合物質(zhì)之間的反應來分析；
（4）電鍍池中鍍件金屬作陽極，金屬發(fā)生氧化反應；
（5）根據(jù)氧化鋁的性質(zhì)來回答．
解答： 解：（1）濾液中含有偏鋁酸鈉，通入過量CO2所發(fā)生反應的離子方程式為：AlO2-+2H2O+CO2=Al（OH）3↓+HCO3-；
故答案為：AlO2-+2H2O+CO2=Al（OH）3↓+HCO3-；
（2）氧化鐵和二氧化硅分別與鋁發(fā)生的是置換反應（單質(zhì)和化合物發(fā)生反應生成新單質(zhì)和化合物的反應），即鋁和氧化鐵高溫反應生成鐵和氧化鋁，反應的化學方程式為：2Al+Fe2O3
 高溫 
.
 
Al2O3+2Fe；
故答案為：2Al+Fe2O3
 高溫 
.
 
Al2O3+2Fe；
（3）粗鋁含有一定量的金屬鈉和氫氣，鈉、鋁和氯氣反應生成了氯化鈉和氯化鋁，氫氣和氯氣發(fā)生反應生成氯化氫，其中氯化鈉熔點為801℃，較高，是固態(tài)雜質(zhì)隨氣泡上浮，氣泡的主要成分除Cl2外還含有H2、HCl、AlCl3；
故答案為：H2、HCl、AlCl3；NaCl；
（4）電鍍池中鍍件金屬鋁作陽極，金屬鋁失電子發(fā)生氧化反應，Al-3e-+4Cl-=AlCl4-；
故答案為：陽極；Al-3e-+4Cl-=AlCl4-；
（5）鋁金屬表面形成的致密氧化鋁膜具有保護作用，致密的氧化膜能隔絕鋼材與空氣中的O2、CO2和H2O等接觸，使電化學腐蝕和化學腐蝕不能發(fā)生；
故答案為：表面形成的致密氧化鋁膜能防止鋼材腐蝕或致密的氧化鋁膜將環(huán)境中的電解質(zhì)溶液與內(nèi)層金屬隔離．
點評：本題是一道有關金屬的工業(yè)制備知識題目，考查角度廣，難度較大．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：

某研究性學習小組探究FeSO4的化學性質(zhì)和用途．回答下列問題：
（一）利用下圖裝置探究FeSO4的穩(wěn)定性和用途．（綠礬成分為FeSO4?7H2O）

（1）Ⅱ中有白色沉淀生成，說明FeSO4固體分解生成了
 
．
A．Fe2O3　　　　　B．FeO　　　　　C．SO3 　　　　　D．SO2
（2）Ⅲ中溴水是用來檢驗是否有SO2氣體生成，涉及的化學方程式為
 
，實驗中，觀察到溴水褪色，據(jù)此推測FeSO4分解最有可能被氧化的元素是
 
．
（3）NaOH的作用是吸收SO2氣體，請寫出反應化學方程式：
 
．
（二）探究FeSO4中Fe2+還原性：
（4）證明FeSO4有較強的還原性，完成下表步驟二及其現(xiàn)象．
實驗步驟實驗預期現(xiàn)象及結論
步驟一：取少量的FeSO4固體與試管中，加入一定量水溶解．
 		\
步驟二：
 

 
 
（三）硫酸亞鐵用途探究
（6）缺鐵性貧血往往口服硫酸亞鐵，當用硫酸亞鐵制成藥片時，外表包有一層特殊的糖衣，其作用是
 
．

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科目：高中化學 來源： 題型：


現(xiàn)用如下方法合成高效、低毒農(nóng)藥殺滅菊酯 （）：

（1）B的結構簡式是
 
；合成G的反應類型是
 
．
（2）有關A的下列說法正確的是
 
（填序號）．
a．A與苯互為同系物
b．A的核磁共振氫譜有5個峰
c．充分燃燒等物質(zhì)的量A和環(huán)己烷消耗氧氣的量相等
d．A的所有原子可能處在同一平面上
e．A不能使酸性KMnO4溶液褪色
（3）寫出反應 F+I→殺滅菊酯的化學方程式：
 
．
（4）寫出C在高溫高壓、催化劑條件下與足量氫氧化鈉水溶液充分反應的化學方程式：
 

（5）D在硫酸存在下發(fā)生水解生成J：D 
H2O
H2SO4
J，寫出符合下列要求的J的所有同分異構體的結構簡式：
 
．
①苯環(huán)上有兩個位于間位的取代基；②能水解成兩種有機物；③可以銀鏡反應．
（6）X與F互為同分異構體，X苯環(huán)上有三個取代基且含有結構，則符合此條件的F共有
 
種．

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科目：高中化學 來源： 題型：

二氧化碳的捕捉與封存是實現(xiàn)溫室氣體減排的重要途徑之一，科學家利用NaOH溶液噴淋“捕捉”空氣中的CO2（如圖1）．
（1）NaOH溶液噴成霧狀的目的是
 
．
（2）若使用1.0mol/L 800mL的NaOH溶液吸收11.2L（標準狀況）的CO2，反應的離子方程式為
 
，所得溶液中，n（CO32-）、n（H2CO3）、n（H+）、n（OH-）的關系為
 
=0.3mol．
（3）以CO2與NH3為原料可合成化肥尿素[CO（NH2）2]．已知：
①2NH3（g）+CO2（g）=NH2CO2NH4（s）△H=-159.47kJ?mol-1
②NH2CO2NH4（s）=CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H=+116.49kJ?mol-1
③H2O（l）=H2O（g）△H=+88.0kJ?mol-1
試寫出NH3和CO2合成尿素和液態(tài)水的熱化學方程式
 
．
（4）以CO2與H2為原料還可合成液體燃料甲醇（CH3OH），其反應的化學方程為：
CO2（g）+3H2（g）  CH3OH（g）+H2O（g）△H＜0．現(xiàn)將1mol CO2和3mol H2充入
容積為2L的密閉容器中發(fā)生上述反應，下列說法正確的是
 
．
A．若保持恒溫，當容器中n（CH3OH）：n（H2O）為1：1時，該反應已達平衡狀態(tài)
B．若保持恒溫，當容器內(nèi)氣體壓強恒定時，該反應已達平衡狀態(tài)
C．若其他條件不變，實驗結果如圖2所示（ T1、T2均大于300℃），則平衡常數(shù)：K（T1）＜K （T2）
D．保持溫度不變，當反應已達平衡時，若向容器中再充入1mol CO2和3mol H2，當達到新平衡時，n（CH3OH）：n（H2）將升高；
（5）一小塊未被氧化的金屬鈉在CO2中加熱，使其充分反應．
①反應所得固體產(chǎn)物中n （Na）：n （O）=6：7．
②反應所得固體溶于水無氣體產(chǎn)生，靜置，取上層清液加過量BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀，再滴加酚酞，溶液呈紅色．寫出CO2與金屬鈉反應的化學方程式
 
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

某化學課外興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應情況，設計了如圖1所示裝置進行有關實驗：
（1）先關閉活塞a，將6.4g銅片和12mL18mol/L的濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱至反應完畢，發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余．再打開活塞a，將氣球中的氧氣緩緩擠入圓底燒瓶，最后銅片完全消失．
①寫出上述過程中燒瓶內(nèi)發(fā)生的化學方程式：
打開活塞a之前
 
，
打開活塞a之后
 
．
②B是用來收集實驗中產(chǎn)生的氣體的裝置，但集氣瓶內(nèi)的導管未畫全，請在圖2把導管補充完整．

（2）實際上，在打開活塞a之前硫酸仍有剩余．為定量測定余酸的物質(zhì)的量，甲、乙兩學生進行了如下設計：
①甲學生設計方案是：先測定銅與濃硫酸反應產(chǎn)生SO2的量，再通過計算確定余酸的物質(zhì)的量．他測定SO2的方法是將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩通過裝置D，從而測出裝置A產(chǎn)生氣體的體積（已折算成標準狀況）．你認為甲學生設計的實驗方案能否準確求得余酸的物質(zhì)的量
 
（填“能”或“不能”），若不能，請在D裝置的基礎上進行改進，寫出最簡單的改進方法
 
（若能，此空不填）．
②乙學生設計的方案是：將反應后的溶液冷卻后全部移入到燒杯中稀釋，并按正確操作配制100mL溶液，再取20mL于錐形瓶中，用酚酞作指示劑，用標準氫氧化鈉溶液進行滴定[已知：Cu（OH）2開始沉淀的PH約為5]，再求出余酸的物質(zhì)的量．你認為乙學生設計的實驗方案能否準確求得余酸的物質(zhì)的量
 
（填“能”或“不能”），理由是
 
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

為了研究氯水能否和碳酸鈣發(fā)生化學反應，某學生設計如下實驗：

實驗一：向盛有飽和氯水的錐形瓶中加入大理石，并充分振蕩，觀察到氯水的黃綠色褪去并同時產(chǎn)生少量氣體．
實驗二：取上述實驗一后錐形瓶中清液，進行如下實驗：
（1）該清液滴在有色布條上有極強的漂白作用．
（2）該清液中滴加碳酸鈉溶液產(chǎn)生白色沉淀．
（3）該清液中滴加稀鹽酸可產(chǎn)生大量氣體．
（4）該清液加熱后變渾濁并產(chǎn)生大量氣體．
實驗三：該學生設想用下列裝置收集實驗二中產(chǎn)生的氣體作進一步檢驗．
回答下列問題：
（1）在實驗二中，清液滴在有色布條上有極強的漂白作用說明該清液中含有
 
（寫化學式）；清液中滴加碳酸鈉溶液產(chǎn)生白色沉淀說明該清液中含有
 
離子；清液加熱后產(chǎn)生渾濁的原因是因為生成了
 
（用化學式表示）．
（2）實驗三中，洗氣裝置內(nèi)的洗滌液一般用
 
溶液．
（3）在反應物的量相同情況下，該學生嘗試用集氣裝置A和集氣裝置B分別和洗氣裝置相連來收集氣體．選用集氣裝置
 
（選填“A”或“B”）可收集到更多的氣體．經(jīng)試驗，該學生最終選用集氣裝置B進行下一步實驗．其選擇裝置B的原因是
 

（4）該學生通過上述實驗，寫出了氯水和碳酸鈣反應的化學方程式為
 
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

SO2、NO是大氣污染物．吸收SO2 和NO，獲得Na2S2O4和NH4NO3產(chǎn)品的流程圖如下（Ce為鈰元素）：

（1）裝置Ⅰ中生成HSO3-的離子方程式為
 
．
（2）含硫各微粒（H2SO3、HSO3-和SO32-）存在于SO2與NaOH溶液反應后的溶液中，它們的物質(zhì)的量分數(shù)X（i）與溶液pH 的關系如圖1所示．

①下列說法正確的是
 
（填字母序號）．
a．pH=8時，溶液中c（HSO3-）＜c（SO32-）
b．pH=7時，溶液中c（Na+）=c（HSO3-）+c（SO32-）
c．為獲得盡可能純的NaHSO3，可將溶液的pH控制在4～5左右
②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定濃度的CaCl2溶液，溶液中出現(xiàn)渾濁，pH降為2，用化學平衡移動原理解釋溶液pH降低的原因：
 
．
（3）裝置Ⅱ中，酸性條件下，NO被Ce4+氧化的產(chǎn)物主要是NO3-、NO2-，寫出生成NO3-的離子方程式
 
．
（4）裝置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+，其原理如圖2所示．
①生成Ce4+的電極反應式為
 
．
②生成Ce4+從電解槽的
 
（填字母序號）口流出．
（5）已知進入裝置Ⅳ的溶液中，NO2-的濃度為a g?L-1，要使1m3該溶液中的NO2-完全轉化為NH4NO3，需至少向裝置Ⅳ中通入標準狀況下的O2
 
L．（用含a代數(shù)式表示，計算結果保留整數(shù)）

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科目：高中化學 來源： 題型：

高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種集氧化、吸附、絮凝于一體的新型多功能水處理劑．利用Fe（NO2）3、NaClO和KOH等為原料制備高鐵酸鉀的生產(chǎn)流程如下：

已知：NaOH和NaClO的混合液是通過氯氣和燒堿溶液反應制取的．
（1）第①步所加人的混合液中僅含三種溶質(zhì)，除NaOH和NaClO外，還含有
 
 （填化學式）
（2）寫出第①步中Na0H、NaC10與Fe（NQ3）3發(fā)生反應的離子方程式：
 

（3）Fe（NO2）3溶液的濃度對產(chǎn)品的產(chǎn)率有較大的影響，現(xiàn)要配制1000mL5mol．L-Fe（NO3）3溶液，需要的玻璃儀器有量筒、燒杯、
 
、
 
、
 
．第③步說明此溫度下K2FeO4的溶解度
 
（填“＞”、“＜”或“=”）Na2FeO4的溶解度．
（4）若第②步所加NaOH溶液中含有160g NaOH．實驗結束后，將第②、③步所得濾液以及第④步所得洗滌液全部收集，恰好可得8L混合液，測得其中Na+濃度為2.5mol．L-，則理論上制得的純K2FeO4的質(zhì)量為
 
．（假定各步均恰好反應完全）

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科目：高中化學 來源： 題型：

下列各組物質(zhì)的水溶液不用試劑無法鑒別出來的是（　　）
A、NaOH、AlCl3
B、CuSO4、BaCl2
C、NaAlO2、HCl
D、MgCl2、AlCl3

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同步練習冊答案