2025年中职第三学年（有色金属冶炼）铝冶炼测试题及答案.doc

2025年中职第三学年（有色金属冶炼）铝冶炼测试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共40分）
答题要求：本大题共20小题，每小题2分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请将正确答案的序号填在括号内。

1. 铝土矿的主要成分是（ ）
A. 氧化铝 B. 氧化硅 C. 氧化铁 D. 氧化镁
2. 拜耳法生产氧化铝的关键步骤是（ ）
A. 碱液溶解 B. 结晶分离 C. 煅烧 D. 洗涤
3. 铝电解过程中，阳极发生的反应是（ ）
A. 铝离子得到电子生成铝 B. 氧气析出 C. 二氧化碳生成 D. 碳消耗
4. 工业上常用的铝电解槽类型是（ ）
A. 侧插棒式 B. 上插棒式 C. 预焙阳极 D. 自焙阳极
5. 氧化铝的熔点是（ ）
A. 1000℃左右 B. 1500℃左右 C. 2000℃左右 D. 2500℃左右
6. 铝电解时添加冰晶石的作用是（ ）
A. 降低氧化铝熔点 B. 提高导电性 C. 增加铝产量 D. 减少能耗
7. 铝土矿的品位通常用（ ）表示。
A. 氧化铝含量 B. 氧化硅含量 C. 氧化铁含量 D. 氧化镁含量
8. 拜耳法生产氧化铝中，赤泥的主要成分是（ ）
A. 氧化铁 B. 氧化硅 C. 氧化铝 D. 氧化钙
9. 铝电解过程中产生的有害气体主要是（ ）
A. 一氧化碳 B. 二氧化碳 C. 二氧化硫 D. 氟化物
10. 提高铝电解电流效率主要措施不包括（ ）
A. 优化电解质成分 B. 提高槽温 C. 减少漏电 D. 稳定操作
11. 铝的密度是（ ）
A. 2.7g/cm³ B. 7.8g/cm³ C. 11.3g/cm³ D. 19.3g/cm³
12. 铝在自然界中的主要存在形式是（ ）
A. 单质 B. 氧化物 C. 硫化物 D. 氯化物
13. 铝电解槽的阴极材料一般是（ ）
A. 石墨 B. 氧化铝 C. 铁 D. 铜
14. 拜耳法生产氧化铝中，苛性比值是指（ ）
A. 氧化钠与氧化铝的摩尔比 B. 氧化硅与氧化铝的摩尔比 C. 氧化铁与氧化铝的摩尔比 D. 氧化镁与氧化铝的摩尔比
15. 铝电解过程中，电解质的主要成分不包括（ ）
A. 冰晶石 B. 氧化铝 C. 氟化钙 D. 氧化钙
16. 铝土矿的类型不包括（ ）
A. 三水铝石型 B. 一水软铝石型 C. 一水硬铝石型 D. 无水铝石型
17. 铝电解槽的阳极效应是指（ ）
A. 阳极气体析出异常 B. 阴极电流分布不均 C. 电解质温度过高 D. 槽电压突然升高
18. 降低铝电解槽能耗的方法不包括（ ）
A. 提高电流效率 B. 降低槽电压 C. 增加电解时间 D. 优化工艺参数
19. 铝的化学性质不包括（ ）
A. 活泼性强 B. 能与酸反应 C. 能与碱反应 D. 不易氧化
20. 铝冶炼过程中，对环境影响较大的环节是（ ）
A. 矿石开采 B. 氧化铝生产 C. 铝电解 D. 铝加工

第II卷（非选择题 共60分）

（一）填空题（共10分）
答题要求：本大题共5小题，每小题2分，共10分。请将答案填在题中的横线上。

1. 铝电解的总反应式为____________________。
2. 拜耳法生产氧化铝的主要原料是______。
3. 铝电解槽的结构主要包括______、______、______等部分。
4. 影响铝电解电流效率的因素有______、______、______等。
5. 铝土矿预处理的方法有______、______、______等。

（二）简答题（共20分）
答题要求：本大题共4小题，每小题5分，共20分。简要回答问题。

1. 简述拜耳法生产氧化铝的基本原理。
2. 铝电解过程中如何降低槽电压？
3. 铝土矿选矿的目的是什么？
4. 说明铝电解槽阳极效应产生的原因及处理方法。

（三）计算题（共15分）
答题要求：本大题共2小题，第1小题7分，第2小题8分，共15分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

1. 已知某铝土矿含氧化铝60%，氧化硅15%，氧化铁10%，其余为杂质。若用1000吨该铝土矿采用拜耳法生产氧化铝，理论上可生产氧化铝多少吨？
2. 某铝电解槽在一定条件下，通过的电流为100kA，电解时间为10小时，已知电流效率为90%，求该电解槽生产铝的质量。（铝的相对原子质量为27，法拉第常数F = 96500C/mol）

（四）材料分析题（共10分）

答题要求：阅读以下材料，回答问题。
材料：在铝冶炼过程中，某工厂发现铝电解槽的电流效率有所下降。经过分析，发现电解质中氧化铝浓度偏低，同时槽温也有所升高。技术人员采取了相应措施，如增加氧化铝的添加量，调整冷却系统等，经过一段时间后，电流效率逐渐恢复正常。

问题：
1. 分析电解质中氧化铝浓度偏低和槽温升高对电流效率的影响。（5分）
2. 说明技术人员采取的措施的合理性。（5分）

（五）论述题（共5分）
答题要求：本大题共1小题，共5分。论述铝冶炼技术的发展趋势。

答案：
1. A
2. A
3. B
4. C
5. B
6. A
7. A
8. B

9. D
10. B
11. A
12. B
13. A
14. A
15. D
16. D
17. D
18. C
19. D
20. C

填空题答案：
1. 2Al₂O₃ = 4Al + 3O₂↑
2. 铝土矿
3. 阴极、阳极、电解质
4. 电解质成分、槽温、操作稳定性
5. 焙烧、磨碎、浮选

简答题答案：
1. 拜耳法基本原理是用浓氢氧化钠溶液在加热条件下溶出铝土矿中的氧化铝，得到铝酸钠溶液。然后通过降温、添加晶种等方式使铝酸钠溶液分解，析出氢氧化铝，经煅烧得到氧化铝。
2. 降低槽电压方法有：优化电解质成分，减少电阻；保持适宜的极距提高电极表面平整度；稳定操作，减少波动。
3. 铝土矿选矿目的是除去杂质，提高铝土矿品位，为后续氧化铝生产提供优质原料，降低生产成本，提高生产效率。
4. 阳极效应产生原因：电解质中氧化铝浓度过低，使阳极表面气体逸出不畅等。处理方法：添加氧化铝，提高氧化铝浓度；适当降低槽电压；利用效应棒等措施消除效应。

计算题答案：
1. 氧化铝质量 = 1000×60% = 600吨。
2. 电量Q = It = 100×10³×10×3600C。理论产铝量n = Q/(zF)，z = 3。m = nM = QM/(zF) = (100×\(10^{3}\)×10×3600×27)/(3×96500) = 32850kg = 32.85吨。实际产铝量 = 32.85×90% = 29.565吨。

材料分析题答案：
1. 氧化铝浓度偏低会导致铝离子放电困难，电流效率下降；槽温升高会使电解质电阻增大，也会导致电流效率下降。
2. 增加氧化铝添加量可提高电解质中氧化铝浓度，利于铝离子放电，恢复电流效率；调整冷却系统降低槽温，减小电解质电阻，对恢复电流效率合理有效。

论述题答案：
铝冶炼技术发展趋势：一是不断提高生产效率，如优化工艺流程、采用大型化设备等。二是降低能耗，研发新型电解质体系、改进电解槽结构等。三是提高产品质量，通过精细化控制生产过程。四是更加注重环保，减少污染物排放，开发绿色环保的冶炼技术。