从铝土矿到铝合金

从铝土矿到铝合金

(时间：45分钟满分：100分)

一、选择题(本题共12题，每小题4分，共48分，每小题只有一个选项符合题目要求)

1．美国普度大学的研究人员开发出一种利用铝镓合金加水制造氢气的新工艺。这项技术具有广泛的能源潜在用途，包括为汽车、潜水艇提供燃料等。该技术通过向铝镓合金注水，铝生成氧化铝，同时生成氢气。合金中镓(Ga、ⅢA)是关键成分，可阻止铝形成致密的氧化膜。下列关于铝、镓的说法正确的是( )。

A．铝的金属性比镓强

B．铝的熔点比镓低

C．Ga(OH)3与Al(OH)3性质相似，一定能与NaOH溶液反应

D．铝镓合金与水反应后的物质可以回收利用冶炼铝

2．下列离子方程式不正确的是( )。

A．铝片碱洗时常有气泡：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑

B．Al2O3溶于氨水溶液：Al2O3＋2OH－===AlO－2＋H2O

C．AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液：Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O

D．实验室用铝盐制Al(OH)3：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4

3．下列化学实验操作，能得到相应的纯净物的是( )。

A．将一块带有氧化膜的铝片浸入到浓烧碱溶液中，当恰好全部反应完毕时，再将生成溶液加热蒸干，便得到了纯净的NaAlO2

B．向NaAlO2溶液中加入适量的AlCl3溶液，将所得沉淀过滤、洗涤、加热灼烧，便得到纯净的化合物Al(OH)3

C．将铝块放入过量盐酸中，待反应结束加热溶液至无液体，其剩余固体为AlCl3

D．向AlCl3溶液中加入足量氨水进行反应，将所得沉淀过滤、洗涤、灼烧去掉水分，不能得到纯净的Al2O3

4．若在加入铝粉能放出氢气的溶液中，分别加入下列各组离子，一定能共存的是( )。

A．NH＋4NO－3CO2－3Na＋

B．Na＋Ba2＋Mg2＋HCO－3

C．NO－3Ba2＋K＋Cl－

D．NO－3K＋AlO－2SO2－4

5．实验室将9 g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质18 g，则该氧化物粉末可能是( )。

A．Fe2O3和MnO2 B．MnO2和V2O5

C．Cr2O3和V2O5 D．MnO2和Cr2O3

6．在前一种分散系中慢慢滴加后一种试剂，能观察到先生成沉淀后变澄清的是( )。

①氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液②偏铝酸钠溶液中加盐酸③氢氧化钠溶液中滴加氯化铝溶液④蛋白质溶液中滴入硫酸铜溶液⑤氯化铝溶液中滴加氨水⑥硝酸银溶液中滴加氨水⑦氢氧化铁胶体中滴加硫酸

A．①②⑥⑦ B．②③⑤⑦

C．①②④⑥ D．③④⑤⑥

7．向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的量随AlCl3加入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是( )。

A．a点对应的溶液中：Na＋、Fe3＋、SO2－4、HCO－3

B．b点对应的溶液中：Na＋、S2－、SO2－4、Cl－

C．c点对应的溶液中：K＋、Ag＋、Ca2＋、NO－3

D． d点对应的溶液中：K＋、NH＋4、CO2－3、SO2－4

8．某同学将某种金属分别与等体积的甲、乙两种溶液反应，所加金属的质量与相同条件下产生气体的体积关系如图所示，下列推论可能正确的是( )。

A．金属是镁，甲溶液为0.2 mol·L－1盐酸，乙溶液为0.1 mol·L－1盐酸

B．金属是铁，甲溶液为pH＝1的醋酸溶液，乙溶液为pH＝1的盐酸

C．金属是铝，甲溶液为0.1 mol·L－1盐酸，乙溶液为0.1 mol·L－1氢氧化钠溶液

D．金属是铝，甲溶液为0.1 mol·L－1氢氧化钠溶液，乙溶液为0.1 mol·L－1盐酸

9．将AlCl3溶液和NaOH溶液等体积混合，所得沉淀物中铝元素的质量是所得溶液中铝元素的质量的2倍，则原AlCl3溶液和NaOH溶液物质的量浓度之比可能是( )。

①2∶3②1∶2③3∶10④2∶7

A．①② B．②③ C．①④ D．③④

10．现有铝和过氧化钠的固体混合物样品，加入稀盐酸使混合物完全溶解，所得溶液中c(Al3＋)∶c(H＋)∶c(Cl－)＝1∶2∶8，则原固体混合物中铝元素与氧元素的质量比为( )。

A．3∶4 B．9∶32

C．9∶16 D．9∶8

11．某无色溶液中，已知含有H＋、Mg2＋、Al3＋等阳离子，逐滴加入NaOH溶液，则消耗NaOH溶液体积(x轴)和生成沉淀量(y轴)之间的函数关系，可用下图表示，则下列图中正确的是( )。

12．等物质的量的Na和Al两种金属加入足量的水中，生成26.88 L(标准状况下)的气体，则下列描述不正确的是( )。

A．金属Al无剩余

B．c(Na＋)＝c(AlO－2)

C．所得溶液呈碱性

D．Na的物质的量是0.6 mol

二、非选择题(本题共4个小题，共52分)

13．(12分)向已知含有Zn2＋的溶液中滴加氨水，有白色沉淀Zn(OH)2生成，继续滴加氨水使其过量，沉淀溶解，生成了[Zn(NH3)4](OH)2(强电解质)。此外Zn(OH)2既可溶于盐酸，又可溶于NaOH溶液，生成ZnO2－2，所以Zn(OH)2是一种两性氢氧化物。

现有四种离子，每组有两种金属离子。请各选一种试剂，将下列离子组分开。可供选择的试剂有：

A．硫酸 B．盐酸 C．硝酸 D．氢氧化钠溶液 E．氨水

质量。

(1)A中试剂为_____________________________________________________________。

(2)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是______________________

__________________________________________________。

(3)检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B中滴加足量试剂。上述操作的顺序是________(填序号)；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应_________________________________

________________________________________________________________________。

(4)B中发生反应的化学方程式为___________________________________________。

(5)若实验用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为________。

(6)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。

15．(16分)日常生活中使用的铝合金中的铝来自于电解氧化铝。工业上电解氧化铝要求其纯度不得低于98.2%，而天然铝土矿的氧化铝含量为50%～70%，杂质主要为SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等。工业生产铝锭的工艺流程示意图如下：

(1)加入盐酸时，氧化铝发生反应的离子方程式为_________________________________。

(2)实验室进行步骤②③④的操作名称为________。

(3)固体A的化学式为________，物质C的化学式为________；溶液中的Na＋、Ca2＋、