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铝是一种轻金属，被称为金属界的“万金油”，应用范围极为广阔。含铝的化合物如氧化铝、氢氧化铝等在工业上用途十分广泛。
完成下列填空：
(1)铝是活泼金属，在干燥空气中铝的表面立即形成厚约5 nm的致密氧化膜，写出除去氧化膜的一种方法____________________(用方程式表示)。
(2)氢氧化铝是用量最大、应用最广的无机阻燃添加剂，解释氢氧化铝能做阻燃剂的原因_____________________(用方程式说明)；写出Al(OH)3的电离方程式________________。
(3)明矾(KAl(SO4)2·12H2O)的水溶液呈_______性(选填“酸”、“碱”或“中”)，溶液中离子浓度大小顺序为_____________________。将明矾溶液与小苏打溶液混合会产生白色沉淀和气体，请用平衡移动原理解释该现象。_______________________________________
(4)碳热还原氯化法从铝土矿中炼铝具有步骤简单、原料利用率高等优点，其原理如下：
Ⅰ． Al2O3(s) + AlCl3(g) + 3C(s) 
3AlCl(g) + 3CO(g) – 1486 kJ
Ⅱ． 3AlCl(g) 2Al(l) + AlCl3(g) + 140 kJ
① 写出反应Ⅰ的化学平衡常数表达式K=_____________，升高温度，K_______(填增大、减小、不变)。
② 写出反应Ⅱ达到平衡状态的一个标志_________________________________；
结合反应Ⅰ、Ⅱ进行分析，AlCl3在炼铝过程中的作用可以看作______________。
③ 将1mol氧化铝与3mol焦炭的混合物加入2L反应容器中，加入2mol AlCl3气体，在高温下发生反应Ⅰ。若5min后气体总质量增加了27.6g，则AlCl的化学反应速率为_________ mol/(L·min)。
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铝（熔点660℃）是一种应用广泛的金属，镓（Ga）与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业上以铝土矿（含有Al2O3、Ga2O3、SiO2等物质）为原料提取Al2O3（熔点2045℃），并将Al2O3和冰晶石（Na3AlF6，六氟合铝酸钠）混合熔融后电解制得。回答下列问题：
（1）冶金工业上常用金属铝作还原剂冶炼钒、铬、锰等金属，写出铝与CrO3在高温下反应的化学方程式 ___________________。
（2）操作I得到滤渣的主要成分有________________ 。
（3）将0.1 mol/L AlCl3溶液和10% NH4F溶液等体积混合，充分反应后滴加氨水，无沉淀析出。则AlCl3与NH4F反应的化学方程式为 ________________ ；该实验所用试管及盛装NH4F溶液的试剂瓶均为塑料材质，原因是 _________________________。
（4）饮用水中的NO3-对人类健康会产生危害。为了降低饮用水中的NO3-的浓度，有研究人员建议在碱性条件下用铝粉将NO3-还原为N2，该反应的离子方程式为_________ ，此方法的缺点是处理后的水中生成了AlO2-，仍然可能对人类健康产生危害，还需对该饮用水进行一系列后续处理。已知：25℃时，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Al(OH)3
AlO2-+H++H2O K=1.0×10-13。25℃时，若欲使上述处理的水中AlO2-浓度降低到1.0×10-6 mol/L，则应调节至pH=____，此时水中
=__________。
（5）工业上常用碳棒作电极电解熔融氧化铝的方法冶炼铝（如图所示）。
①阴极电极反应式为________________________ 。
②工业生产中，阳极材料要定期补充，其原因是：____________________。
（6）下列有关推理不合理的是 ______。
a．工业上可以用热还原法来制取Ga
b．酸性：Al(OH)3＞Ga(OH)3
c．由最外层电子数相同可知，镓与铝的化学性质相似
d．可用GaCl3溶液、氨水和盐酸设计实验证明Ga(OH)3的两性
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下列有关金属及其化合物的性质或用途叙述错误的是（ ）
A.钛具有密度小，硬度大、熔点高且化学性质稳定的优点，广泛应用于航空领域
B.过氧化钠可用于潜艇的供氧剂
C.由于氢氧化铝的碱性不强，其可作为胃酸中和剂
D.明矾可用于水的消毒处理
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下列说法不正确的是
A.工业上，在高温熔融、隔绝空气的条件下，利用钠单质和钛、钽等金属的氧化物发生置换反应，来制备钛、钽等稀有金属材料
B.铁的化合物应用十分广泛，氯化铁、硫酸亚铁是优良的净水剂
C.铜丝在氯气中燃烧，产生大量棕色的烟，实验结束后在集气瓶中加入少量水，盖上玻片后充分振荡，棕色消失，得到绿色溶液，再加水稀释，最终得到蓝色溶液
D.工业上锌可用湿法冶炼——电解 ZnSO4 溶液制备 Zn
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（15分）铝是地壳中含量最多的金属元素，铝及其化合物应用日趋广泛。
（1）铝的原子结构示意图是
（2）氧化铝是两性氧化物，写出其与NaOH溶液反应的化学方程式
（3）工业上常用铝土矿（含SiO2等杂质）生产铝。从Na2SiO3和NaAlO2混合溶液中制得Al（OH）3，需要从下列试剂中选择两种，选用的试剂组合最好是 。
a. NaOH溶液 b. CO2 c. 氨水 d. 盐酸
最终获得铝单质是电解 （填化学式），电解过程中加入冰晶石的作用是
（4）下图表示将足量的CO2不断通入KOH、Ba（OH）2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀与通入CO2的量的关系（已知Ba（AlO2）2：可溶），最先与CO2反应的物质是 ，ab段反应的离子方程式为
（5）某Mg-Al合金是一种潜在的储氢材料。73.2g该合金恰好溶解于1.4 L 5. 0mol·L-1 HCl溶液，则合金中Mg和Al的物质的量之比为 。
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氢氧化钠是一种用途十分广泛的重要化工原料。工业上主要通过电解氯化钠饱和溶液的方法获得氢氧化钠，我国的氯碱工业大多数采用离子交换膜电解槽。
(1)离子交换膜电解槽一般采用金属钛作阳极，其原因是
阴极一般用碳钢网制成。阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室，其作用是________________________________________________________________________。
(2)为使电解氯化钠的速率加快，下列措施可行的是________。
a．增大阴极碳钢网的面积
b．提高饱和氯化钠溶液的温度
c．加大阴极与阳极间的距离
d．提高电解时电源电压
(3)如果将某离子交换膜电解槽①电解时的电压增大到原来的2倍；②电解时的电流强度增大到原来的2倍；③电解时温度从30 ℃提高到60 ℃，则电解速率一定会达到原来2倍的是________。
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金属镓有“电子工业脊梁”的美誉，镓及其化合物应用广泛。
（1） 镓（Ga）的原子结构示意图为
，镓元素在周期表中的位置是_______。
（2）镓能与沸水剧烈反应生成氢气和氢氧化镓，该反应的化学方程式是______________。
（3）氮化镓在电和光的转化方面性能突出，是迄今理论上光电转化效率最高的材料。
资料：镓的熔点较低（29．8℃），沸点很高（2403℃）。
①传统的氮化镓（GaN）制备方法是采用GaCl3与NH3在一定条件下反应，该反应的化学方程式是____________________。
②当代工业上固态氮化镓（GaN）的制备方法是利用镓与NH3在1000℃高温下合成，同时生成氢气，每生成l mol H2时放出10.27 kJ热量。该可逆反应的热化学方程式是 ____________________________________。
③在密闭容器中，充入一定量的Ga与NH3发生上述反应，实验测得反应平衡体系中NH3的体积分数与压强P和温度T的关系曲线如图1所示。
图中A点和C点化学平衡常数的关系是：KA_____ KC （填“＞”“＝”或“＜”），理由是_____________________________。
（4）电解法可以提纯粗镓，具体原理如图2所示：
①粗镓与电源____极相连。（填“正”或“负”）
②镓在阳极溶解生成的Ga3+与NaOH溶液反应生成GaO2－，GaO2－在阴极放电的电极反应式是
_____________________________。
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金属镓是由门捷列夫第一个预言成真的元素，有“电子工业脊梁”的美誉，它与铝同主族，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物，镓及其化合物应用广泛。粉煤灰中可以提取镓，粉煤灰中的主要成分为Ga2O3，含CaO、SiO2、Al2O3等杂质。镓的熔点较低（29.8℃）.沸点很高（2403℃）。
（1）滤渣1的主要成分为：___________。
（2）为了提高溶浸效率可以采用的措施有（写两种）：____________。
（3）写出镓单质与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：___________。
（4）其他镓的化合物在生活和前沿科技上有广泛应用，根据已学知识回答下列问题：
①GaCl3溶液制备GaCl3固体，应如何操作：_________。
②当代工业上固态氮化镓（GaN）的制备方法是利用镓与NH3在1000℃高温下合成，同时生成氢气，每消耗1 mol Ga时放出15.135 kJ热量。该可逆反应的热化学方程式是______。
（5）下表是两种两性氢氧化物的电离常数。
将一块镓铝合金完全溶于烧碱溶液，再往反应后的溶液中缓缓通入CO2，最先析出的氢氧化物是____。
（6）电解法可以提纯粗镓（内含Zn、Fe、Cu等杂质），以NaOH水溶液为电解质，在阴极析出高纯度的镓，请写出阴极电极反应：_____（离子氧化顺序为：Zn2＋<Ga3＋<Fe2＋）。
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铝、氧化铝、氢氧化铝等在工业上用途广泛。
(1)用原子结构知识解释Al的金属性比Na弱：Al与Na在元素周期表中位于同一周期，_________________，Al的金属性比Na弱。
(2)结合化学用语，用化学平衡知识解释，氢氧化铝既溶于强酸溶液，又溶于强碱溶液：_______________________。
(3)Al2O3是制备二甲醚（CH3OCH3）的反应中的重要催化剂。
已知由H2、CO制备二甲醚过程为：
CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1＝－90.1 kJ·mol－1
2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH2＝－24.5 kJ·mol－1
写出由H2、CO制备二甲醚的总的热化学方程式____________。
工业上以铝土矿（主要成分是氧化铝，含氧化铁、氧化镁、二氧化硅、氧化铜等杂质）为原料提取铝、氧化铝、氢氧化铝的无机化工流程如图：
[已知：该条件下NaOH溶液与二氧化硅反应非常缓慢，在工业生产时不必考虑]
(4)固体A为________________________________。
(5)写出反应②的离子方程式为___________________________。
(6)反应④所得的铝材中，往往含有少量的铁和硅等杂质，可用电解精炼法进一步提纯，该电解池中阳极的电极反应式为__________________，下列可作阴极材料的是 ______
A．铝材 B．石墨 C．纯铝 D．铅板
(7)铝土矿中Al2O3的含量为40.8％，要使1t铝土矿中的Al2O3全部溶解理论上至少需要NaOH的质量为________t。
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（本题共12分）
铝是用途广泛的金属材料，目前工业上主要用铝土矿（主要成分含氧化铝、氧化铁）来制取铝，其常见的过程如下：
请回答下列问题：
39．沉淀B可作为化工产品出售，其用途为 ，溶液C中阴离子有 。
40．若在实验室模拟该生产，则操作IV将原料置于 中进行，确保该过程转化完全的方法是对产品（含容器）进行称量后 。
41．写出①过程中发生反应的离子方程式 ，生产过程中，NaOH、CO2、H2O和 都可循环使用。
42．有时操作Ⅱ得到的溶液为Na2CO3和NaHCO3的混合溶液。取样品溶液50.00mL加水稀释到1L，从中取出20mL。测量溶液体积的仪器事先进行洗涤的洗涤液依次为： ，对溶液体积读数的方法是读出 对应的刻度值。
43．用标准盐酸（0.2000mol/L）进行滴定：
①上述所取20.00mL溶液（酚酞做指示剂）消耗标准盐酸12.00mL。
②从1L稀释液中另取10.00mL（甲基橙做指示剂）消耗标准盐酸15.00mL。
则50.00mL原样品溶液中碳酸氢钠的浓度为 。
44．操作III进行时，为使D溶液中只有一种溶质，在每升溶液中需加入生石灰的质量为 。
3AlCl(g) + 3CO(g) – 1486 kJ
AlO2-+H++H2O K=1.0×10-13。25℃时，若欲使上述处理的水中AlO2-浓度降低到1.0×10-6 mol/L，则应调节至pH=____，此时水中
=__________。