Question

【題目】鋁及化合物有極其重要的用途。

(一)鋁的廣泛應用

(1)鋁是很活潑的金屬，但用鋁制作的炊具卻耐腐蝕，其原因是_________。使用鋁制炊具會使人體攝入過量的“鋁”，導致記憶力減退等許多不良癥狀。這里的“鋁”是指________。

A. 單質 B. 元素 C. 原子 D. 分子

(2)氫能源是最理想的能源，科學家研發出一種以“鋁鎵合金”和水為原料制取氫氣的新工藝。“鋁鎵合金”它屬于________(選填序號)。

A．金屬材料 B．無機非金屬材料 C．合成材料 D．復合材料

(3)實驗室可用鋁片與稀鹽酸反應制備氫氣，寫出該反應的化學方程式：_________。

(二)硫酸鋁銨晶體制取的探究

硫酸鋁銨是一種用途廣泛的含鋁化合物。以某鋁土礦(主要成分Al2O3，含少量SiO2、Fe2O3雜質)為原料制硫酸鋁銨晶體【(NH4)aAlb(SO4)c·xH2O】的流程如下：

(4)鋁土礦粉碎的目的是__________。

(5)有關上述流程的說法正確的是_________。

a.“有序除雜、提純”中有先加過量稀鹽酸再過濾，該做法的目的是除去SiO2

b. 稀硫酸過量的目的只是保證Al2O3溶解完全

(三)硫酸鋁銨晶體分解的定性探究

硫酸鋁銨熱分解可得到納米氧化鋁。興趣小組在科研人員指導下，設計實驗探究硫酸鋁銨晶體受熱分解的產物。

(6)甲組同學設計了如圖1所示實驗裝置：

①實驗中，裝置B中觀察到的現象是___________；

②裝置D中觀察到酚酞溶液變紅色，由此可知分解的產物中有_________(寫化學式)。

(7)乙組同學認為硫酸鋁銨晶體受熱分解的產物中還有SO2、SO3和N2。為進行驗證，用甲組實驗中的裝置A和上圖2所示裝置連接進行實驗。觀察到裝置E中_______，證明了有SO3生成；而F裝置中__________、H最終沒有脹大，表明沒有SO2和N2生成。

(四)硫酸鋁銨晶體成分的定量探究

(8)為確定硫酸鋁銨晶體的組成，進行如下實驗：

【實驗1】稱取45.3g樣品與足量氯化鋇溶液充分反應，生成白色沉淀46.6g。

【實驗2】稱取45.3g樣品在空氣中持續加熱，測定剩余固體質量隨溫度變化的曲線如圖所示。

①固體H是T1℃剛好完全失去結晶水的產物，

則結晶水的個數x＝________；

②T3℃時固體M的化學式______。

③請寫出T2℃→T4℃段發生反應的總化學方程式：__________。

Answer 1

【答案】 表面形成致密而結實的氧化膜 B A 2Al +6HCl=2AlCl3 + 3H2↑ 增大反應物的接觸面積，充分反應或加快反應 a 變藍色 NH3 產生白色沉淀 不褪色或無現象 12 Al2(SO4)3 2 NH4Al(SO4)2 Al2O3 + 4SO3 ↑ + H2O ↑ + 2NH3 ↑

【解析】(一)鋁的廣泛應用(1)鋁是很活潑的金屬，但用鋁制作的炊具卻耐腐蝕，其原因是鋁在常溫下和空氣中的氧氣反應，表面形成致密而結實的氧化膜，阻止鋁的進一步銹蝕；使用鋁制炊具會使人體攝入過量的“鋁”，導致記憶力減退等許多不良癥狀。這里的“鋁”是指鋁元素； (2)金屬和合金都屬于金屬材料。“鋁鎵合金”它屬于金屬材料；(3)鋁片與稀鹽酸反應生成氫氣和氯化鋁，該反應的化學方程式：2Al +6HCl=2AlCl3 + 3H2↑；(二)(4)鋁土礦粉碎的目的是增大反應物的接觸面積，使反應更充分、更迅速；(5)氧化鐵和氧化鋁都能與硫酸反應生成可溶性鹽，二氧化硅與酸不反應， “有序除雜、提純”中有先加過量稀鹽酸再過濾，該做法的目的是除去SiO2，正確；稀硫酸過量的目的是保證Al2O3和氧化鐵都溶解完全，錯誤；(三) (6) ①實驗中，裝置B中觀察到的現象是固體變成藍色，因為硫酸銅和水反應生成硫酸銅晶體；②裝置D中觀察到酚酞溶液變紅色，由此可知分解的產物中有氨氣（NH3），因氨氣溶于水生成氨水，是堿，溶液呈堿性；(7)觀察到裝置E中白色沉淀，證明了有SO3生成，因為三氧化硫和水生成硫酸，硫酸和氯化鋇生成不溶于酸的硫酸鋇白色沉淀；而F裝置中溶液不變色，說明沒有二氧化硫，因二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色，H最終沒有脹大，表明沒有N2生成；(四)①固體H是T1℃剛好完全失去結晶水的產物，故結晶水的質量為45.3g-23.7g=21.6g,則結晶水的個數x＝216÷18=12；②T1℃~T3℃時,硫酸鋁銨分解生成硫酸鋁，固體M為硫酸鋁，化學式：Al2(SO4)3；③T2℃→T4℃段發生反應的總化學方程式：2 NH4Al(SO4)2 Al2O3 + 4SO3 ↑ + H2O ↑ + 2NH3 ↑。