Question

2013年1月26日15時(shí)整，中國國產(chǎn)大型軍用運(yùn)輸機(jī)運(yùn)－20成功降落。標(biāo)志著運(yùn)－20首飛圓滿成功。請(qǐng)回答下列問題：

Ⅰ.運(yùn)－20根據(jù)結(jié)構(gòu)和性能要求不同，使用的材料也不同，你認(rèn)為下列材料中用于運(yùn)－20制造，合理的是 (填序號(hào))。

A．利用純鋁制造運(yùn)－20發(fā)動(dòng)機(jī)

B．用鎂鋁合金制造運(yùn)－20座椅

C．用氧化鋁制造運(yùn)－20電器線路的導(dǎo)線

D．用普通鋼制造運(yùn)－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(zhì))，SiO2不與鹽酸反應(yīng)但能溶解在NaOH溶液中生成可溶性Na2SiO3。工業(yè)上經(jīng)過下列工藝可以冶煉金屬鋁：

(1)①②中除加試劑外，還需要進(jìn)行的操作是 。

(2)寫出步驟②反應(yīng)的化學(xué)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(fā)生反應(yīng)的離子方程式： 。

(4)一種新型鎂鋁合金的化學(xué)式為Mg17Al12，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)它具有儲(chǔ)氫性能，是一種潛在的儲(chǔ)氫材料，可在氬氣保護(hù)下，將一定比例的Mg、Al單質(zhì)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(yīng)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(shí)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(yīng)，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(yīng)　②14

【解析】Ⅰ.選項(xiàng)A，純鋁硬度差，不能用于制造飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。選項(xiàng)B，鎂鋁合金具有質(zhì)量輕、密度低、散熱性好、抗壓性強(qiáng)和易于加工等性能，能用于制造運(yùn)－20的座椅。選項(xiàng)C，固態(tài)氧化鋁不導(dǎo)電，不能用于制造運(yùn)－20電器線路的導(dǎo)線。選項(xiàng)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(yīng)生成可溶性AlCl3、FeCl3，SiO2不反應(yīng)，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(yīng)生成可溶的NaAlO2和難溶的Fe(OH)3沉淀，據(jù)此可寫出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式。

(3)NaAIO2溶液與過量CO2反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，其反應(yīng)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(shí)通入氬氣的目的是防止Mg、Al與空氣中的成分反應(yīng)。

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(yīng)的化學(xué)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。