Question

2013年1月26日15时整，中国国产大型军用运输机运－20成功降落。标志着运－20首飞圆满成功。请回答下列问题：

Ⅰ.运－20根据结构和性能要求不同，使用的材料也不同，你认为下列材料中用于运－20制造，合理的是 (填序号)。

A．利用纯铝制造运－20发动机

B．用镁铝合金制造运－20座椅

C．用氧化铝制造运－20电器线路的导线

D．用普通钢制造运－20灭火器的外壳

Ⅱ.制造铝合金所需的铝从铝土矿中提取，已知铝土矿的主要成分为氧化铝(含有Fe2O3、SiO2杂质)，SiO2不与盐酸反应但能溶解在NaOH溶液中生成可溶性Na2SiO3。工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：

(1)①②中除加试剂外，还需要进行的操作是 。

(2)写出步骤②反应的化学方程式： 。

(3)③中需要通人过量的二氧化碳，写出该过程中含铝化合物发生反应的离子方程式： 。

(4)一种新型镁铝合金的化学式为Mg17Al12，科学家发现它具有储氢性能，是一种潜在的储氢材料，可在氩气保护下，将一定比例的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al12＋17H2=17MgH2＋12Al，得到的混合物Y(17MgH2＋12Al)在一定条件下能释放出氢气。

①制备镁铝合金(Mg17Al12)时通人氩气的目的是 。

②在5.0 mol·L－1盐酸中，混合物Y能完全释放出H2。1 mol Mg17A112完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应，消耗盐酸的体积为 L。

 

Answer 1

Ⅰ.BD

Ⅱ.(1)过滤

(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与空气中的成分反应　②14

【解析】Ⅰ.选项A，纯铝硬度差，不能用于制造飞机发动机。选项B，镁铝合金具有质量轻、密度低、散热性好、抗压性强和易于加工等性能，能用于制造运－20的座椅。选项C，固态氧化铝不导电，不能用于制造运－20电器线路的导线。选项D，普通钢制造的容器具有较好的抗压和抗冲击能力等特性，适合制造灭火器的外壳。

Ⅱ.(1)铝土矿中的Al2O3、Fe2O3能与盐酸反应生成可溶性AlCl3、FeCl3，SiO2不反应，a中含有固体SiO2，b中含有固体Fe(OH)3，均需要利用过滤除去。

(2)向AlCl3、FeCl3溶液中加入过量NaOH溶液，AlCl3、FeCl3与过量NaOH溶液反应生成可溶的NaAlO2和难溶的Fe(OH)3沉淀，据此可写出相应反应的化学方程式。

(3)NaAIO2溶液与过量CO2反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，其反应的离子方程式为AlO2－＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3－。

(4)①由于Mg、Al都易在空气中燃烧，所以制备镁铝合金时通入氩气的目的是防止Mg、Al与空气中的成分反应。

②1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物为17 mol MgH2和12 mol Al，与盐酸反应的化学方程式为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盐酸的体积为70 mol÷5.0 mol·L－1＝14 L。