Question

11．鋁及其化合物在生產(chǎn)生活中用途廣泛．
（1）化學(xué)式為Mg₁₇Al₁₂的合金是一種新型納米級(jí)儲(chǔ)氫劑，其儲(chǔ)氫劑原理為：Mg₁₇Al₁₂+17H₂═17MgH₂+12Al
得到的混合物X（17MgH₂+12Al）在一定條件下能釋放出H₂
①M(fèi)gH₂中氫元素的化合價(jià)為-1
②1molX與足量的NaOH溶液反應(yīng)可得到35molH₂
（2）無水AlCl₃可用作有機(jī)合成的催化劑，工業(yè)上常用Al₂O₃、Cl₂和焦炭在高溫條件下反應(yīng)制備無水AlCl₃，同時(shí)生成一種可燃性氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是Al₂O₃+3Cl₂+3C═2AlCl₃+3CO
（3）聚合氯化鋁鐵（PAFC）是高效凈水劑，其I組成可表示為[AlFe（OH）_nCl_6-n]_m聚合氯化鋁鐵能發(fā)生如圖所示的變化：

①PAFC在強(qiáng)堿性溶液中會(huì)降低或失去凈水作用，其原因是強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性溶液中三價(jià)鐵、三價(jià)鋁離子無法形成相應(yīng)膠體
②步驟Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)鎂為+2價(jià)及其化合物的化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算MgH₂中氫元素的化合價(jià)；
②根據(jù)混合物X（17MgH₂+12Al）與足量的NaOH溶液混合，鋁與氫氧化鈉反應(yīng)還可以生成氫氣，據(jù)此計(jì)算；
（2）根據(jù)工業(yè)上可用Al₂O₃、Cl₂、焦炭混合反應(yīng)制備無水AlCl₃，該反應(yīng)的另一種產(chǎn)物是可燃性氣體根據(jù)原子守恒則為CO書寫方程式；
（3）①依據(jù)三價(jià)鐵、三價(jià)鋁離子在水中發(fā)生水解生成氫氧化鐵和氫氧化鋁的膠體吸附水中懸浮雜質(zhì)來凈水分析；
②為檢測(cè)PAFC中Al和Fe含量，PAFC加入足量A為氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液過濾后得到氫氧化鐵灼燒得到氧化鐵，濾液中通入過量二氧化碳?xì)怏w分壓生成氫氧化鋁沉淀，灼燒得到氧化鋁；試劑A為氫氧化鈉溶液；步驟②中的反應(yīng)為偏鋁酸鈉溶液中通入過量二氧化碳?xì)怏w生成氫氧化鋁沉淀．

解答 解：（1）①因?yàn)殒V為+2價(jià)，又化合物的化合價(jià)代數(shù)和為0，所以MgH₂中氫元素的化合價(jià)為-1價(jià)，故答案為：-1；
②混合物X（17MgH₂+12Al）與足量的NaOH溶液混合，鋁與氫氧化鈉反應(yīng)還生成氫氣，其方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，又1molX中含鋁的物質(zhì)的量為12mol，所以生成氫氣為$\frac{12}{2}$×3mol=18mol，又1molX中含MgH₂的物質(zhì)的量為1×17mol=17mol，所以一共可以生成（18+17）=35molH₂，故答案為：35；
（2）因?yàn)楣�業(yè)上可用Al₂O₃、Cl₂、焦炭混合反應(yīng)制備無水AlCl₃，該反應(yīng)的另一種產(chǎn)物是可燃性氣體根據(jù)原子守恒則為CO，所以方程式為Al₂O₃+3Cl₂+3C═2AlCl₃+3CO；故答案為：Al₂O₃+3Cl₂+3C═2AlCl₃+3CO；
（3）①因?yàn)槿齼r(jià)鐵、三價(jià)鋁離子在水中發(fā)生水解生成氫氧化鐵和氫氧化鋁的膠體吸附水中懸浮雜質(zhì)來凈水，又強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性溶液中三價(jià)鐵、三價(jià)鋁離子無法發(fā)生水解生成相應(yīng)膠體，所以均會(huì)失去凈水作用；
故答案為：強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性溶液中三價(jià)鐵、三價(jià)鋁離子無法形成相應(yīng)膠體；
②為檢測(cè)PAFC中Al和Fe含量，PAFC加入足量A為氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液過濾后得到氫氧化鐵灼燒得到氧化鐵，濾液中通入過量二氧化碳?xì)怏w分壓生成氫氧化鋁沉淀，灼燒得到氧化鋁；所以試劑A為氫氧化鈉溶液，步驟②中的反應(yīng)為偏鋁酸鈉溶液中通入過量二氧化碳?xì)怏w生成氫氧化鋁沉淀，反應(yīng)的離子方程式為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鋁及其化合物在生產(chǎn)、生活中有極其廣泛的用途，主要是物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，難度（3）掌握流程分析方法和物質(zhì)性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．