Question

2．遼寧艦航母入列到中國海軍極大提升了中國的軍心、民心，我國的國防從此又多了一把利器．
（1）航母升降機(jī)可由鋁合金制造．
①鋁合金硬度較純鋁的硬度大（填“大”或“小”）．工業(yè)煉鋁的原料由鋁土礦提取而得，寫出電解氧化鋁煉鋁的化學(xué)方程式2Al₂O₃ $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Al+3O₂↑．
②Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液處理Al₂O₃膜，焊接過程匯總使用的保護(hù)氣為Ar（填化學(xué)式）．
（2）航母艦體為合金鋼．
①艦體在海水中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕的類型主要為吸氧腐蝕，寫出此類腐蝕的正極反應(yīng)式O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．
②艦?zāi)赣娩撚缮�鐵冶煉而成，在煉鋼過程中為降低生鐵中碳的含量需加入的物質(zhì)為氧氣（或氧化亞鐵等）．
（3）艦?zāi)嘎菪龢�主要用銅合金制造．
①80.0Cu•Al合金用酸完全溶解后，加入過量氨水，過濾得白色沉淀39.0g，則合金中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為83.1%（保留一位小數(shù)）．
②某些金屬離子形成氫氧化物沉淀的Ph如下表所示，為分析某銅合金的成分，用酸 將其完全溶解后，用NaOH溶液調(diào)pH．當(dāng)pH=3.4時開始出現(xiàn)沉淀，分別在pH為7.0、8.0時過濾沉淀，結(jié)合表中信息推斷該合金中除銅外一定含有Al、Ni．

金屬離子	Fe2+	Fe3+	Al3-	Mg2+	Ni2+
開始沉淀的pH值	6.5	1.6	3.4	9.4	7.2
完全沉淀的pH值	9.7	3.2	5.4	12.4	9.3

Answer 1

分析 （1）①合金一般比純金屬的硬度大，電解氧化鋁生成鋁單質(zhì)和氧氣；②在焊接過程中為防止Al、Mg等金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，需在Ar等惰性氣體保護(hù)下焊接；
（2）①艦體的主要成分為鋼鐵（含少量碳的鐵碳合金），海水基本為中性溶液，鐵主要發(fā)生吸氧腐蝕；
②在煉鐵過程中可以加入氧氣或氧化亞鐵，與C反應(yīng)生成CO氣體從而降低碳含量；
（3）①銅鋁合金用酸完全溶解后，加入過量氨水，銅離子轉(zhuǎn)化為四氨合銅絡(luò)離子加入溶液，過濾得到白色沉淀是氫氧化鋁，根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算氫氧化鋁的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計算Al的質(zhì)量，進(jìn)而計算合金中Cu的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計算；
②+2價鐵會氧化為+3價鐵，會在3.4前出現(xiàn)沉淀，pH=3.4時開始出現(xiàn)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．

解答 解：（1）①合金硬度比純金屬大，冶煉金屬鋁是電解氧化鋁，方程式為：2Al₂O₃ $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，故答案為：大；2Al₂O₃ $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Al+3O₂↑；②在焊接過程中為防止Al、Mg等金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，需在Ar等惰性氣體保護(hù)下焊接，故答案為：Ar；
（2）①艦體的主要成分為鋼鐵（含少量碳的鐵碳合金），因此在海水中因形成原電池發(fā)生吸氧腐蝕，正極為氧氣放電，正極反應(yīng)方程式為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故答案為：吸氧腐蝕；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；②冶煉過程可加入O₂或FeO與碳反應(yīng)生成CO從而降低碳含量，故答案為：氧氣（或氧化亞鐵等）；
（3）①Cu²⁺在過量氨水中易形成絡(luò)離子，因此得到39.0g白色沉淀為Al（OH）₃沉淀，利用原子守恒可知80.0gCu-Al合金中含有m（Al）=27g/mol×$\frac{39g}{78g/mol}$=13.5g，故該合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 $\frac{80g-13.5g}{80g}$=83.1%，故答案為：83.1%；
②+2價鐵會氧化為+3價鐵，會在3.4前出現(xiàn)沉淀，由圖可知，結(jié)合題中信息可知開始出現(xiàn)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．

點(diǎn)評 本題考查鋁單質(zhì)及其化合物性質(zhì)、金屬腐蝕、鋼鐵冶煉、離子沉淀溶度積、化學(xué)計算等，難度中等，綜合性較大，需要學(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)．