Question

2013年1月26日15時整，中國國產大型軍用運輸機運－20成功降落。標志著運－20首飛圓滿成功。請回答下列問題：

Ⅰ.運－20根據結構和性能要求不同，使用的材料也不同，你認為下列材料中用于運－20制造，合理的是 (填序號)。

A．利用純鋁制造運－20發動機

B．用鎂鋁合金制造運－20座椅

C．用氧化鋁制造運－20電器線路的導線

D．用普通鋼制造運－20滅火器的外殼

Ⅱ.制造鋁合金所需的鋁從鋁土礦中提取，已知鋁土礦的主要成分為氧化鋁(含有Fe2O3、SiO2雜質)，SiO2不與鹽酸反應但能溶解在NaOH溶液中生成可溶性Na2SiO3。工業上經過下列工藝可以冶煉金屬鋁：

(1)①②中除加試劑外，還需要進行的操作是 。

(2)寫出步驟②反應的化學方程式： 。

(3)③中需要通人過量的二氧化碳，寫出該過程中含鋁化合物發生反應的離子方程式： 。

(4)一種新型鎂鋁合金的化學式為Mg17Al12，科學家發現它具有儲氫性能，是一種潛在的儲氫材料，可在氬氣保護下，將一定比例的Mg、Al單質在一定溫度下熔煉獲得。該合金在一定條件下完全吸氫的反應方程式為Mg17Al12＋17H2=17MgH2＋12Al，得到的混合物Y(17MgH2＋12Al)在一定條件下能釋放出氫氣。

①制備鎂鋁合金(Mg17Al12)時通人氬氣的目的是 。

②在5.0 mol·L－1鹽酸中，混合物Y能完全釋放出H2。1 mol Mg17A112完全吸氫后得到的混合物Y與上述鹽酸完全反應，消耗鹽酸的體積為 L。

 

Answer 1

Ⅰ.BD

Ⅱ.(1)過濾

(2)AlCl3＋4NaOH=NaAlO2＋2H2O＋3NaCl、FeCl3＋3NaOH=Fe(OH)3↓＋3NaCl

(3)AlO2－＋CO2＋H2O=Al(OH)3↓＋HCO3－

(4)①防止Mg、Al與空氣中的成分反應　②14

【解析】Ⅰ.選項A，純鋁硬度差，不能用于制造飛機發動機。選項B，鎂鋁合金具有質量輕、密度低、散熱性好、抗壓性強和易于加工等性能，能用于制造運－20的座椅。選項C，固態氧化鋁不導電，不能用于制造運－20電器線路的導線。選項D，普通鋼制造的容器具有較好的抗壓和抗沖擊能力等特性，適合制造滅火器的外殼。

Ⅱ.(1)鋁土礦中的Al2O3、Fe2O3能與鹽酸反應生成可溶性AlCl3、FeCl3，SiO2不反應，a中含有固體SiO2，b中含有固體Fe(OH)3，均需要利用過濾除去。

(2)向AlCl3、FeCl3溶液中加入過量NaOH溶液，AlCl3、FeCl3與過量NaOH溶液反應生成可溶的NaAlO2和難溶的Fe(OH)3沉淀，據此可寫出相應反應的化學方程式。

(3)NaAIO2溶液與過量CO2反應生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，其反應的離子方程式為AlO2－＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3－。

(4)①由于Mg、Al都易在空氣中燃燒，所以制備鎂鋁合金時通入氬氣的目的是防止Mg、Al與空氣中的成分反應。

②1 mol Mg17Al12完全吸氫后得到的混合物為17 mol MgH2和12 mol Al，與鹽酸反應的化學方程式為MgH2＋HCl=MgCl2＋2H2↑、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，17 mol MgH2消耗34 mol HCl，12 mol Al消耗36 mol HCl，共消耗70 mol HCl，消耗5.0 mol·L－1鹽酸的體積為70 mol÷5.0 mol·L－1＝14 L。