Question

目前流通的第五套人民幣硬幣材料分別為：1元硬幣為銅芯鍍鎳合金，5角硬幣為銅芯鍍銅合金，1角硬幣為硬鋁合金．請回答：（題目中的百分含量均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)）
（1）鋼是含碳量為0.03%～2%的______（填物質(zhì)類別名稱）．
（2）如圖所示的裝置中，甲、乙、丙三個燒杯分別盛放足量的溶液，電極及溶液如下表所示：

電極	a	b	c	d	e	f
	石墨	石墨	銅	鋼	鋼	銅
溶液	NaCl溶液		CuSO4溶液		CuSO4溶液

通電后電極a上可產(chǎn)生能使?jié)駶櫟牡饣�鉀淀粉試紙變藍(lán)的氣體．
①上述裝置中M極為直流電源的______極（填“正”或“負(fù)”），電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)式為______．
②若在鋼幣上鍍銅，應(yīng)選擇______燒杯（填“乙”或“丙”），當(dāng)電極a上生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體2240mL時，理論上可在電極______（填字母）上鍍銅______g．
（3）工業(yè)上以鋁土礦（主要成分Al₂O₃?nH₂O，含少量的氧化鐵和石英等雜質(zhì)）為原料生產(chǎn)鋁．為除去鋁土礦樣品中氧化鐵和石英雜質(zhì)，要將粉碎、篩選后的鋁土礦樣品溶解在足量的氫氧化鈉溶液中處理，請寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式______．
（4）已知硬鋁中含Cu：2.2%～5%、Mg：0.2%～3%、Mn：0.3%～1.5%、Si：0.5%，其余是Al．1角硬幣單枚質(zhì)量為2.20克，若想制得1角硬幣1百萬枚，理論上至少需要含Al₂O₃ 90%的鋁土礦約______噸（小數(shù)點后保留一位數(shù)字）．

Answer 1

解：（1）鋼是含碳量為0.03%～2%的（鐵）合金，故答案為：（鐵）合金；
（2）①能使?jié)駶櫟牡饣�鉀淀粉試紙變藍(lán)的氣體是氯氣，在陽極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，即2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故M為正極，b為陰極，氫離子放電，電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：正；2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-（或2H⁺+2e^-=H₂↑）；
②鍍銅時，應(yīng)用含銅離子的溶液做電解質(zhì)溶液；電極a上電極反應(yīng)式：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，當(dāng)生成氯氣的體積2240mL時，轉(zhuǎn)移0.2mol電子，d極是陰極上是銅離子放電，即Cu²⁺+2e^-→Cu，當(dāng)轉(zhuǎn)移則0.2mol電子時，生成的銅為0.1mol，其質(zhì)量為6.4g，故答案為：乙；d；6.4；
（3）氧化鐵不與氫氧化鈉反應(yīng)，Al₂O₃和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，二氧化硅和氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉，故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；
（4）硬鋁中含鋁最多為：1-2.2%-0.2%-0.3%-0.5%=96.8%，1角硬幣單枚質(zhì)量為2.20克，1百萬枚質(zhì)量為2.20×1000000g=2.2噸，設(shè)需要含氧化鋁90%的鋁土礦的質(zhì)量為x．
2Al₂O₃ 4Al+3O₂↑
204 108
90%?x
=
x=4.2t
故答案為：4.2．
分析：（1）合金是由兩種或兩種以上的金屬與非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的物質(zhì)；
（2）①能使?jié)駶櫟牡饣�鉀淀粉試紙變藍(lán)的氣體是氯氣，在陽極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，即2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故M為正極，b為陰極，氫離子放電；
②鍍銅時，應(yīng)用含銅離子的溶液做電解質(zhì)溶液；電極a上電極反應(yīng)式：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，當(dāng)生成氯氣的體積2240mL時，轉(zhuǎn)移0.2mol電子，d極是陰極上是銅離子放電，即Cu²⁺+2e^-→Cu，當(dāng)轉(zhuǎn)移則0.2mol電子時，生成的銅為0.1mol；
（3）氧化鐵不與氫氧化鈉反應(yīng)，Al₂O₃和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，二氧化硅和氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉；
（4）根據(jù)反應(yīng)的方程式，由鋁的質(zhì)量求出鋁土礦的質(zhì)量．
點評：本題考查學(xué)生電解原理的有關(guān)知識，根據(jù)化學(xué)方程式的計算，注意在閉合回路中通過的電子數(shù)是相同的．