(2013•重庆)合金是建筑航空母舰的主体材料.

(2013•重庆)合金是建筑航空母舰的主体材料.
(1)航母升降机可由铝合金制造.
①铝元素在周期表中的位置是______,工业炼铝的原料由铝土矿提取而得,提取过程中通入的气体为______.
②Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜,其化学方程式为______.焊接过程中使用的保护气为______(填化学式).
(2)航母舰体材料为合金钢.
①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为______.
②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成,则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为______.
(3)航母螺旋浆主要用铜合金制造.
①80.0g Cu-Al合金用酸完全溶解后,加入过量氨水,过滤得到白色沉淀39.0,则合金中Cu的质量分数为______.
②为分析某铜合金的成分,用酸将其完全溶解后,用NaOH溶液调节pH,当pH=3.4时开始出现沉淀,分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀.结合题如图信息推断该合金中除铜外一定含有______.
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心馨apple 幼苗

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解题思路:(1)①铝是13号元素,铝原子由3个电子层,最外层电子数为3,据此确定在周期表中的位置;
将铝土矿溶于NaOH溶液,处理转化为偏铝酸盐,除去杂质,再通入二氧化碳,生成氢氧化铝,加热氢氧化铝可得氧化铝;
②氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水;在焊接过程中为防止Al、Mg等金属发生氧化反应,需在Ar等惰性气体保护下焊接;
(2)①舰体的主要成分为钢铁(含少量碳的铁碳合金),海水基本为中性溶液,铁主要发生吸氧腐蚀;
②在炼铁过程中可以加入CaCO3或CaO,硅形成硅酸盐,作为炉渣除去从而降低硅含量;
(3)①铜铝合金用酸完全溶解后,加入过量氨水,铜离子转化为四氨合铜络离子加入溶液,过滤得到白色沉淀是氢氧化铝,根据n=[m/M]计算氢氧化铝的物质的量,再根据m=nM计算Al的质量,进而计算合金中Cu的质量,再根据质量分数定义计算;
②+2价铁会氧化为+3价铁,会在3.4前出现沉淀,pH=3.4时开始出现沉淀为Al(OH)3,pH=8.0时过滤沉淀为Ni(OH)2,因此该铜合金中还含Al、Ni.

(1)①Al的核外电子层数为3,最外层电子数为3,因此位于周期表中第三周期第ⅢA族;
工业冶炼铝的原料是Al2O3,由铝土矿中提取Al2O3的方法一般是将铝土矿溶于NaOH溶液,使Al转化为AlO2-,然后通入CO2气体使AlO2-转化为Al(OH)3沉淀,然后再将Al(OH)3沉淀加热即可得到Al2O3
故答案为:第三周期第ⅢA族;CO2
②氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水,反应方程式为:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,在焊接过程中为防止Al、Mg等金属发生氧化反应,需在Ar等惰性气体保护下焊接,故答案为:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;
(2)①舰体的主要成分为钢铁(含少量碳的铁碳合金),因此在海水中因形成原电池发生吸氧腐蚀,故答案为:吸氧腐蚀;
②冶炼过程可加入CaCO3或CaO与硅形成硅酸盐,作为炉渣除去从而降低硅含量,故答案为:CaCO3或CaO;
(3)①Cu2+在过量氨水中易形成络离子,因此得到39.0g白色沉淀为Al(OH)3沉淀,利用原子守恒可知80.0gCu-Al合金中含有m(Al)=27g/mol×[39g/78g/mol]=13.5g,故该合金中铜的质量分数为[80g−13.5g/80g]=83.1%,故答案为:83.1%;
②+2价铁会氧化为+3价铁,会在3.4前出现沉淀,由图可知,结合题中信息可知开始出现沉淀为Al(OH)3、pH=8.0时过滤沉淀Ni(OH)2,因此该铜合金中还含Al、Ni,故答案为:Al、Ni.

点评:
本题考点: 镁、铝的重要化合物;金属的电化学腐蚀与防护;铜金属及其重要化合物的主要性质.

考点点评: 本题考查铝单质及其化合物性质、金属腐蚀、钢铁冶炼、离子沉淀溶度积、化学计算等,难度中等,综合性较大,需要学生具有扎实的基础.

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