Question

關于鋁的冶煉，有以下一些問題，請你通過努力，爭取完成。

(1)工業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制鋁節省電能約30%，但現在仍用前一種方法制鋁，其主要原因是________(填字母序號)。

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

D．生產無水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________(填字母序號)

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

(3)有些同學查到了有關幾種物質的熔、沸點的資料，并對第(2)小題進行評價。

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

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

②有的認為第(2)小題的題干正確，只要補一個正確的選項即可，這個選項是________(填序號)。

Ⅰ.0∶0∶0　　　Ⅱ.6∶3∶0　　　Ⅲ.1∶3∶6

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

(4)討論含有活潑金屬元素的化合物一定是離子化合物嗎？并設計簡單實驗證明你的結論。

 

Answer 1

【答案】

　(1)CD　(2)D   (3)①氯化鋁　②Ⅰ　③2Al₂O₃4Al＋3O₂↑

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

【解析】本題是對電解冶煉鋁知識的挖掘，考查了學生運用知識分析問題和解決問題的能力，綜合性較強，有一定的挑戰性。

(1)題中已說明：可以用電解NaCl—KCl—AlCl₃共熔體方法制鋁，所以A選項理由不成立；Cl₂雖然會污染大氣，但電解NaCl制金屬鈉時也產生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，而生產無水AlCl₃較困難，成本高，所以D正確。

(2)按照串聯電路的特點可知，各個電極流過電子的物質的量都是相等的，再根據金屬離子的價態計算出產生三種金屬的物質的量之比為6∶3∶2，所以選D項。

(3)①從表中數據可知，氯化鋁的熔點比沸點高，而且熔、沸點只有190℃、181℃，都很低，則加熱時AlCl₃易升華，難被電解(氯化鋁屬分子晶體，熔融時不能電離)，所以應該是氯化鋁。②若題干正確，根據串聯電路的特點，若有一個電解槽不導電，則整個電路都沒有電子通過，各個電解槽都不發生電解，三個電解槽都沒有電解產物，所以應選 Ⅰ.0∶0∶0(本題容易誤選Ⅱ.6∶3∶0，原因是沒有注意到串聯電路的特點，這個知識在初中物理中就學過了)。③根據原題只能選表格中的Al₂O₃，電解的化學方程式：2Al₂O₃4Al＋3O₂↑。

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