Question

1．铝是地壳中含量最多的金属元素，其单质和化合物广泛应用于日常生活中．
（1）铝粉和铁的氧化物（FeO•Fe₂O₃）可配成铝热剂用于焊接钢轨，反应的化学方程式是8Al+3FeO•Fe₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe．
（2）NaOH溶液可以除去铝表面的氧化膜，在处理过程中常会产生H₂，产生H₂的离子方程式是2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（3）工业上以铝土矿（Al₂O₃•H₂O）为原料生产铝，主要包括下列过程：
 i．将粉粹、筛选后的铝土矿溶解在NaOH溶液中；
 ii．加入过量的试剂A使所得溶液中析出Al（OH）₃固体；
 iii．使Al（OH）₃脱水生成Al₂O₃；
 iv．电解熔融Al₂O₃生成Al．
铝土矿粉粹的目的是增大接触面积，加快反应速率，电解熔融Al₂O₃时，加入冰晶石，其作用是降低反应混合物熔点，节约能源．写出电解熔融Al₂O₃的化学方程式2Al₂O₃（熔融） $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Al+3 O₂↑．
（4）明矾化学式为KAl（SO₄）₂•12H₂O，向明矾溶液中加入Ba（OH）₂溶液，当溶液中的SO₄^2-恰好沉淀时，铝元素的存在形式是AlO₂^-．

Answer 1

分析 （1）铝热反应实质是铝粉和铁的氧化物发生氧化还原反应生成铁和氧化铝；
（2）铝和氢氧化钠溶液反应生成偏氯酸钠和氢气；
（3）铝土矿粉粹是增大固体与溶液接触面积，加快反应速率，氧化铝溶于氢氧化钠溶液反应生成偏氯酸钠，加入过量的试剂A使所得溶液中析出Al（OH）₃固体，碳酸酸性大于氢氧化铝，说明是通入二氧化碳生成；电解熔融Al₂O₃时，氧化铝熔点高耗能高，加入冰晶石会降低反应物熔点分析；
（4）设明矾KAl（SO₄）₂•12H₂O为1mol，则溶液中含有1molK⁺、1molAl³⁺、2molSO₄^2-，根据反应：SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓，当溶液中的SO₄^2-完全沉淀时，需要2molBa²⁺，即2molBa（OH）₂，2molBa（OH）₂中含有4molOH^-，1molAl³⁺和4molOH^-发生反应：Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O；铝元素的存在形式为：AlO₂^-；

解答 解：（1）铝粉和铁的氧化物（FeO•Fe₂O₃）可配成铝热剂用于焊接钢轨，铝粉和铁的氧化物发生氧化还原反应生成铁和氧化铝，反应的化学方程式为8Al+3FeO•Fe₂O4Al₂O₃+9Fe，
故答案为：8Al+3FeO•Fe₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe；
（2）NaOH溶液可以除去铝表面的氧化膜，在处理过程中常会产生H₂，铝和氢氧化钠溶液反应生成偏氯酸钠和氢气，反应的离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）铝土矿粉粹是增大固体与溶液接触面积，加快反应速率，氧化铝溶于氢氧化钠溶液反应生成偏氯酸钠，加入过量的试剂A使所得溶液中析出Al（OH）₃固体，碳酸酸性大于氢氧化铝，说明是通入二氧化碳生成；电解熔融Al₂O₃时，氧化铝熔点高耗能高，加入冰晶石会降低反应物熔点，节约能源，电解熔融氧化铝生成氧气和铝，反应的化学方程式为：2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Al+3 O₂↑
故答案为：增大接触面积，加快反应速率；降低反应混合物熔点，节约能源； 2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Al+3 O₂↑；
（4）设明矾KAl（SO₄）₂•12H₂O为1mol，则溶液中含有1molK⁺、1molAl³⁺、2molSO₄^2-，根据反应：SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓，当溶液中的SO₄^2-完全沉淀时，需要2molBa²⁺，即2molBa（OH）₂，2molBa（OH）₂中含有4molOH^-，1molAl³⁺和4molOH^-发生反应：Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
铝元素的存在形式为：AlO₂^-．
故答案为：AlO₂^-；

点评 本题多角度考查元素化合物知识，为高频考点，侧重于学生的分析、实验能力，题目涉及镁铝性质的分析判断，物质反应产物判断，注意相关基础知识的积累，题目难度中等．