Question

關于金屬的冶煉和應用，有以下一些問題，請按要求回答問題．
（1）工業(yè)制備鋁一般是通過鋁土礦制得純凈的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%，但現在仍用前一種方法制鋁，其原因可能是

 

（填序號）
A．AlCl₃是共價化合物，其熔融體不導電
B．電解AlCl₃生成的Cl₂會污染大氣
C．自然界不存在富含AlCl₃的礦石，故此方法所用流程較繁瑣
D．生產無水AlCl₃較困難，此方法總成本比另一種方法高
（2）把分別盛有熔融的KCl、MgCl₂、Al₂O₃的三個電解槽串聯，在一定條件下通電一段時間后，析出鉀、鎂、鋁的物質的量之比為

 

（填序號）
A．1：2：3  B．3：2：1   C．6：3：1  D．6：3：2
（3）航母螺旋槳主要用銅合金制造．為分析某銅合金的成分，用酸將其完全溶解后，用NaOH溶液調pH，當pH=3.4時開始出現沉淀，分別在pH為7.0、8.0時過濾沉淀．結合如圖的信息推斷該合金中除銅外一定含有

 

（填化學式）．
（4）1.92g銅和一定量的濃硝酸反應，隨著銅的不斷減少，反應生成的氣體顏色逐漸變淺，當Cu全部反應時，共收集到標準狀況下氣體1.12L（無N₂O₄），則反應中消耗HNO₃的物質的量是

 

．

Answer 1

考點：電解原理,化學方程式的有關計算,難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質,金屬冶煉的一般原理

專題：

分析：（1）可以用電解NaCl-KCl-AlCl₃共熔體方法制鋁，根據AlCl₃的性質進行分析判斷；
（2）串聯電路中電流強度相等，即通過的電子數相等，當通過1 mol電子時分別析出K、Mg、Al的物質的量為1、

1

2

、

1

3

，故其物質的量之比為1：

1

2

：

1

3

，即6：3：2；
（3）+2價鐵會氧化為+3價鐵，會在3.4前出現沉淀，pH=3.4時開始出現沉淀為Al（OH）₃，pH=8.0時過濾沉淀為Ni（OH）₂，因此該銅合金中還含Al、Ni；
（4）銅和濃硝酸反應生成硝酸銅和二氧化氮和水，當硝酸濃度變稀，反應生成硝酸銅、一氧化氮和水，n（Cu）=

m

M

=

1.92g

64g/mol

=0.03mol，與硝酸反應生成Cu（NO₃）₂、NO和NO₂，根據N元素守恒計算．

解答： 解：（1）A、因為電解NaCl-KCl-AlCl₃共熔體方法制鋁，所以A錯誤；
B、Cl₂雖然會污染大氣，但Cl₂是重要的化工原料，故B錯誤；
C、AlCl₃能溶于水，自然界中不存在AlCl₃礦石，故C正確；
D、電解冶煉鋁的電解槽中不能有水，而生產無水AlCl₃較困難，成本高，故D正確；
故選：CD；
（2）串聯電路中電流強度相等，即通過的電子數相等，
由：KCl～1e^-～K；MgCl₂～2e^-～Mg；Al₂O₃～6e^-～2Al可知，
當通過1 mol電子時分別析出K、Mg、Al的物質的量為1、

1

2

、

1

3

，故其物質的量之比為1：

1

2

：

1

3

=6：3：2，
故選D；
（3）+2價鐵會氧化為+3價鐵，會在3.4前出現沉淀，由圖可知，結合題中信息可知開始出現沉淀為Al（OH）₃、pH=8.0時過濾沉淀Ni（OH）₂，因此該銅合金中還含Al、Ni，故答案為：Al、Ni；
（4）n（Cu）=

m

M

=

1.92g

64g/mol

=0.03mol，和一定量的濃硝酸反應，隨著銅的不斷減少，反應生成的氣體顏色逐漸變淺，與硝酸反應生成Cu（NO₃）₂、NO和NO₂，根據原子守恒得生成硝酸銅需要的n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]=2n（Cu）=2×0.03mol=0.06mol，氣體為氮氧化物，氣體的物質的量=n（NO）+n（NO₂）=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，根據N元素守恒可知共消耗硝酸的物質的量為：0.06mol+0.05mol=0.11mol，
故答案為：0.11mol．

點評：本題考查了考查電解知識及其物質的量的有關計算，根據氮原子守恒來分析解答即可，題目難度不大，注意硝酸的性質，銅和濃硝酸反應生成硝酸銅和二氧化氮和水，當硝酸濃度變稀，反應生成硝酸銅、一氧化氮和水．