Question

關(guān)于鋁的冶煉，有以下一些問題，請(qǐng)你通過努力，爭取完成。

(1)工業(yè)制備鋁一般是通過鋁土礦制得的純凈的Al₂O₃，然后電解Al₂O₃/Na₃AlF₆得到鋁。也可用電解NaCl—KCl—AlCl₃共熔體方法制鋁，且比電解Al₂O₃/Na₃AlF₆制鋁節(jié)省電能約30%，但現(xiàn)在仍用前一種方法制鋁，其主要原因是________(填字母序號(hào))。

A．AlCl₃是共價(jià)化合物，其熔融體不導(dǎo)電

B．電解AlCl₃生成的Cl₂會(huì)污染大氣

C．自然界不存在富含AlCl₃的礦石

D．生產(chǎn)無水AlCl₃較困難，成本又較高

(2)把分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氯化鋁的三個(gè)電解槽串聯(lián)，在一定條件下通電一段時(shí)間后，析出鉀、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為________(填字母序號(hào))

A．1∶2∶3         B．3∶2∶1           C．6∶3∶1         D．6∶3∶2

(3)有些同學(xué)查到了有關(guān)幾種物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)的資料，并對(duì)第(2)小題進(jìn)行評(píng)價(jià)。

物質(zhì)	K2O	MgO	Al2O3	KCl	MgCl2	AlCl3
熔點(diǎn)(℃)	881	2 852	2 015	711	714	190(259 kPa)
沸點(diǎn)(℃)	——	3 600	2 980	1 437	1 412	181

①有的認(rèn)為第(2)小題的題干與選項(xiàng)有矛盾，若選項(xiàng)正確，則可推知氯化鉀、氯化鎂、氯化鋁三種物質(zhì)中有一種物質(zhì)是不符合題意的，這種物質(zhì)是________。

②有的認(rèn)為第(2)小題的題干正確，只要補(bǔ)一個(gè)正確的選項(xiàng)即可，這個(gè)選項(xiàng)是________(填序號(hào))。

Ⅰ.0∶0∶0　　�、�.6∶3∶0　　　Ⅲ.1∶3∶6

③也有的認(rèn)為只要把第(2)小題中三種物質(zhì)中的某一種改為表格中的另一種物質(zhì)也符合題意。請(qǐng)寫出電解這種物質(zhì)的化學(xué)方程式：__________________________________________。

(4)討論含有活潑金屬元素的化合物一定是離子化合物嗎？并設(shè)計(jì)簡單實(shí)驗(yàn)證明你的結(jié)論。

 

Answer 1

【答案】

　(1)CD　(2)D   (3)①氯化鋁�、冖瘛、�2Al₂O₃4Al＋3O₂↑

(4)不一定。將AlCl₃固體加熱使之熔化，測其導(dǎo)電性；結(jié)果不導(dǎo)電，即證明AlCl₃不是離子化合物，而是共價(jià)化合物。

【解析】本題是對(duì)電解冶煉鋁知識(shí)的挖掘，考查了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析問題和解決問題的能力，綜合性較強(qiáng)，有一定的挑戰(zhàn)性。

(1)題中已說明：可以用電解NaCl—KCl—AlCl₃共熔體方法制鋁，所以A選項(xiàng)理由不成立；Cl₂雖然會(huì)污染大氣，但電解NaCl制金屬鈉時(shí)也產(chǎn)生Cl₂，況且Cl₂還是重要的化工原料，所以排除B；AlCl₃能溶于水，自然界中不會(huì)存在AlCl₃礦石，所以C正確；電解煉鋁的電解槽中不能有水，而生產(chǎn)無水AlCl₃較困難，成本高，所以D正確。

(2)按照串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，各個(gè)電極流過電子的物質(zhì)的量都是相等的，再根據(jù)金屬離子的價(jià)態(tài)計(jì)算出產(chǎn)生三種金屬的物質(zhì)的量之比為6∶3∶2，所以選D項(xiàng)。

(3)①從表中數(shù)據(jù)可知，氯化鋁的熔點(diǎn)比沸點(diǎn)高，而且熔、沸點(diǎn)只有190℃、181℃，都很低，則加熱時(shí)AlCl₃易升華，難被電解(氯化鋁屬分子晶體，熔融時(shí)不能電離)，所以應(yīng)該是氯化鋁。②若題干正確，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，若有一個(gè)電解槽不導(dǎo)電，則整個(gè)電路都沒有電子通過，各個(gè)電解槽都不發(fā)生電解，三個(gè)電解槽都沒有電解產(chǎn)物，所以應(yīng)選 Ⅰ.0∶0∶0(本題容易誤選Ⅱ.6∶3∶0，原因是沒有注意到串聯(lián)電路的特點(diǎn)，這個(gè)知識(shí)在初中物理中就學(xué)過了)。③根據(jù)原題只能選表格中的Al₂O₃，電解的化學(xué)方程式：2Al₂O₃4Al＋3O₂↑。

(4)鋁是活潑金屬，但AlCl₃是共價(jià)化合物。將AlCl₃加熱使之熔化，測其導(dǎo)電性，結(jié)果不導(dǎo)電，說明AlCl₃不是離子化合物而是共價(jià)化合物。