Question

元素鋁是在生產、生活中應用廣泛的金屬元素。

（1）從礦石提取氧化鋁：礦石與NaOH溶液高溫反應，然后降溫析出晶體，再經凈化和高溫煅燒得到氧化鋁。降溫析出晶體時的反應方程式為：                     。

（2）氧化鋁是工業電解冶煉鋁的重要原料，生產中加入冰晶石(Na₃AlF₆)，其作用是            。

工業冶煉鋁的裝置示意圖如右：

①陰極的反應式                         ，

②在電解池工作過程中，需要不斷補充陽極材料，原因是                       。

（3）有資料介紹：溶液中鋁元素以氫氧化物[用Al(OH)₃表示]形式存在的pH范圍是3.8~10。現有A、B兩種均含鋁元素形成的某種離子溶液，其pH分別為1、13，兩溶液等體積混合時反應的離子方程式為                                    。

（4）一種新型高效凈水劑PAFC——聚合氯化鐵鋁[A1Fe（OH）_nCl_6－n]_m，廣泛用于日常生活用水和工業污水的處理。有關PAFC的說法正確的是           。（填選項）

A．PAFC中鐵元素顯+2價

B．PAFC用于凈水時，比用相同量的氯化鋁和氯化鐵對水的pH改變小

C．PAFC可看作一定比例的氯化鐵與氯化鋁水解的中間產物

D．PAFC在強酸性和強堿性溶液中都能穩定存在

 

Answer 1

【答案】

31．（8分）

（1）NaAl(OH)₄=Al(OH)₃↓+NaOH  （1分）。

（2）作（助）熔劑（降低氧化鋁熔點，使其在1000℃左右即可熔化）（1分）。

①Al^3＋＋3e^－=Al ；（1分）。

②電解陽極產生O₂，在高溫條件下，石墨陽極被不斷的氧化為CO₂。（2分）。

（3）Al^3＋＋3[Al(OH)₄]^－=4Al(OH)₃↓(或Al^3＋＋3AlO₂^－＋6H₂O=4Al(OH)₃↓) （1分）。

（4）①BC  （2分）。

【解析】

試題分析：

（1）從題目后面可以推出再經凈化和高溫煅燒得到氧化鋁。說明有Al(OH)₃↓生成，因此反應可以寫為NaAl(OH)₄=Al(OH)₃↓+NaOH  。

（2）由于氧化鋁熔點非常高，要加熱使其熔化需要很高的溫度即消耗大量的能源，生產中加入冰晶石(Na₃AlF₆)，作（助）熔劑（降低氧化鋁熔點，使其在1000℃左右即可熔化）可以使其在較低溫度下熔化，起始節約能源作用。

①陰極是陽離子得電子的反應，所以的反應式Al^3＋＋3e^－=Al ；

②在電解池工作過程中，電解陽極產生O₂，在高溫條件下，石墨陽極被不斷的氧化為CO₂。

（3）弱酸的陰離子和弱堿的陽離子在水溶夜中時會發生雙水解反應，可以寫為Al^3＋＋3[Al(OH)₄]^－=4Al(OH)₃↓(或Al^3＋＋3AlO₂^－＋6H₂O=4Al(OH)₃↓)。

（4）由于PAFC的相對分子質量比較大，相同質量時其陽離子的量較少，離子水解時產生的氫離子濃度較小，因此比用相同量的氯化鋁和氯化鐵對水的pH改變小，另外該物質是一種堿式鹽，相當于部分陽離子得到水解，故答案選擇BC 。