铝及化合物有极其重要的用途。

(一)铝的广泛应用

(1)铝是很活泼的金属，但用铝制作的炊具却耐腐蚀，其原因是_________。使用铝制炊具会使人体摄入过量的“铝”，导致记忆力减退等许多不良症状。这里的“铝”是指________。

A．单质         B．元素                C．原子         D．分子

(2)氢能源是最理想的能源，科学家研发出一种以“铝镓合金”和水为原料制取氢气的新工艺。“铝镓合金”它属于________(选填序号)。

A．金属材料     B．无机非金属材料     C．合成材料     D．复合材料

(3)实验室可用铝片与稀盐酸反应制备氢气，写出该反应的化学方程式：_________。

(二)硫酸铝铵晶体制取的探究

硫酸铝铵是一种用途广泛的含铝化合物。以某铝土矿(主要成分Al₂O₃，含少量SiO₂、Fe₂O₃杂质)为原料制硫酸铝铵晶体（(NH₄)_aAl_b(SO₄)_c·xH₂O）的流程如下：

(4)铝土矿粉碎的目的是__________。

(5)有关上述流程的说法正确的是_________。

a.“有序除杂、提纯”中有先加过量稀盐酸再过滤，该做法的目的是除去SiO₂

b. 稀硫酸过量的目的只是保证Al₂O₃溶解完全

(三)硫酸铝铵晶体分解的定性探究

硫酸铝铵热分解可得到纳米氧化铝。兴趣小组在科研人员指导下，设计实验探究硫酸铝铵晶体受热分解的产物。

(6)甲组同学设计了如图1所示实验装置：

①实验中，装置B中观察到的现象是___________；

②装置D中观察到酚酞溶液变红色，由此可知分解的产物中有_________(写化学式)。

(7)乙组同学认为硫酸铝铵晶体受热分解的产物中还有SO₂、SO₃和N₂。为进行验证，用甲组实验中的装置A和上图2所示装置连接进行实验。观察到装置E中_______，证明了有SO₃生成；而F装置中__________、H最终没有胀大，表明没有SO₂和N₂生成。

(四)硫酸铝铵晶体成分的定量探究                 

(8)为确定硫酸铝铵晶体的组成，进行如下实验：

（实验1）称取45.3g样品与足量氯化钡溶液充分反应，生成白色沉淀46.6g。

（实验2）称取45.3g样品在空气中持续加热，测定剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示。

①固体H是T₁℃刚好完全失去结晶水的产物，

则结晶水的个数x＝________；

②T₃℃时固体M的化学式______。

③请写出T₂℃→T₄℃段发生反应的总化学方程式：__________。

答案

表面形成致密而结实的氧化膜    B    A    2Al +6HCl=2AlCl₃ + 3H₂↑     增大反应物的接触面积，充分反应或加快反应    a    变蓝色    NH₃    产生白色沉淀    不褪色或无现象    12    Al₂(SO₄)₃     2 NH₄Al(SO₄)₂  Al₂O₃ + 4SO₃ ↑ + H₂O ↑ + 2NH₃ ↑   

【解析】

(一)铝的广泛应用(1)铝是很活泼的金属，但用铝制作的炊具却耐腐蚀，其原因是铝在常温下和空气中的氧气反应，表面形成致密而结实的氧化膜，阻止铝的进一步锈蚀；使用铝制炊具会使人体摄入过量的“铝”，导致记忆力减退等许多不良症状。这里的“铝”是指铝元素； (2)金属和合金都属于金属材料。“铝镓合金”它属于金属材料；(3)铝片与稀盐酸反应生成氢气和氯化铝，该反应的化学方程式：2Al +6HCl=2AlCl₃ + 3H₂↑；(二)(4)铝土矿粉碎的目的是增大反应物的接触面积，使反应更充分、更迅速；(5)氧化铁和氧化铝都能与硫酸反应生成可溶性盐，二氧化硅与酸不反应， “有序除杂、提纯”中有先加过量稀盐酸再过滤，该做法的目的是除去SiO₂，正确；稀硫酸过量的目的是保证Al₂O₃和氧化铁都溶解完全，错误；(三) (6) ①实验中，装置B中观察到的现象是固体变成蓝色，因为硫酸铜和水反应生成硫酸铜晶体；②装置D中观察到酚酞溶液变红色，由此可知分解的产物中有氨气（NH₃），因氨气溶于水生成氨水，是碱，溶液呈碱性；(7)观察到装置E中白色沉淀，证明了有SO₃生成，因为三氧化硫和水生成硫酸，硫酸和氯化钡生成不溶于酸的硫酸钡白色沉淀；而F装置中溶液不变色，说明没有二氧化硫，因二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色，H最终没有胀大，表明没有N₂生成；(四)①固体H是T₁℃刚好完全失去结晶水的产物，故结晶水的质量为45.3g-23.7g=21.6g,则结晶水的个数x＝216÷18=12；②T₁℃~T₃℃时,硫酸铝铵分解生成硫酸铝，固体M为硫酸铝，化学式：Al₂(SO₄)₃；③T₂℃→T₄℃段发生反应的总化学方程式：2 NH₄Al(SO₄)₂  Al₂O₃ + 4SO₃ ↑ + H₂O ↑ + 2NH₃ ↑。