Question

Al及其化合物用途廣泛，工業(yè)上可以將明礬石經(jīng)處理后得到明礬[KAl（SO₄）₂?12H₂O]，再將明礬焙燒后制得Al₂O₃等物質(zhì)，進(jìn)一步處理后還可以得到Al．
已知焙燒明礬的化學(xué)方程式為：4KAl（SO₄）₂?12H₂O+3S

高溫  .

2J₂SO₄+2Al₂O₃+9SO₂↑+48H₂O
請(qǐng)回答：
（1）Al₂O₃的摩爾質(zhì)量是

 

．
（2）工業(yè)上可用電解Al₂O₃制備Al，其化學(xué)方程式是

 

．
（3）在焙燒明礬的反應(yīng)中，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是

 

．
（4）焙燒明礬時(shí)產(chǎn)生的SO₂可綜合利用來(lái)制硫酸．
已知25℃、101kPa時(shí)：
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H₁=一197kJ/mol
2H₂O （g）=2H₂O（1）△H₂=一44kJ/mol
2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）=2H₂SO₄（l）△H₃=一545kJ/mol
SO₃ （g）與H₂O（l）反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是

 

．
（5）以Al和NiO（OH）為電極，NaOH溶液為電解液可以組成一種新型電池，放電時(shí)NiO（OH）轉(zhuǎn)化為Ni（OH）₂．
①該電池的負(fù)極反應(yīng)式

 

．
②電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,摩爾質(zhì)量,氧化還原反應(yīng),原電池和電解池的工作原理,金屬冶煉的一般原理

專(zhuān)題：

分析：（1）根據(jù)摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于其相對(duì)分子質(zhì)量；
（2）工業(yè)上可用電解熔融Al₂O₃制備Al；
（3）該反應(yīng)中，S元素的化合價(jià)由0價(jià)和+6價(jià)變?yōu)?4價(jià)，得電子的反應(yīng)物是氧化劑，失電子的反應(yīng)物是還原劑；
（4）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到；
（5）以Al的單質(zhì)和NiO（OH）為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時(shí)NiO（OH）轉(zhuǎn)化為Ni（OH）₂，Al在負(fù)極失去電子，堿性條件下生成偏鋁酸鈉來(lái)書(shū)寫(xiě)；

解答： 解：（1）根據(jù)摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于其相對(duì)分子質(zhì)量，則Al₂O₃的摩爾質(zhì)量是102 g/mol，故答案為：102 g/mol；
（2）工業(yè)上可用電解熔融Al₂O₃制備Al，方程式為：2Al₂O_{3（熔融）} 

電解    .

冰晶石

 4Al+3O₂↑，故答案為：2Al₂O3（熔融）

電解    .

冰晶石

4Al+3O₂↑；
（3）4KAl（SO₄）₂?12H₂O+3S

高溫  .

2J₂SO₄+2Al₂O₃+9SO₂↑+48H₂O，該反應(yīng)中，S元素的化合價(jià)由0價(jià)和+6價(jià)變?yōu)?4價(jià)，所以部分4KAl（SO₄）₂?12H₂O作氧化劑（6個(gè)硫酸根被還原，2個(gè)硫酸根保持不變），硫作還原劑，還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比為6：3=2：1，故答案為：2：1；
（4）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H₁=-197kJ/mol；Ⅰ
H₂O（g）?H₂O（l）△H₂=-44kJ/mol；Ⅱ
2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）═2H₂SO₄（l）△H₃=-545kJ/mol．Ⅲ
依據(jù)蓋斯定律Ⅲ-Ⅰ-2×Ⅱ得到：2SO₃（g）+2H₂O（l）=2H₂SO₄（l）△H=-260KJ/mol；
即反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-130KJ/mol；
故答案為：SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-130KJ/mol；
（5）以Al的單質(zhì)和NiO（OH）為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時(shí)NiO（OH）轉(zhuǎn)化為Ni（OH）₂，Al在負(fù)極失去電子，堿性條件下生成偏鋁酸鈉，電極方程式為：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；該電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Al+3NiO（OH）+H₂O+NaOH═NaAlO₂+3Ni（OH）₂，
故答案為：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；Al+3NiO（OH）+H₂O+NaOH═NaAlO₂+3Ni（OH）₂．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了氧化還原反應(yīng)概念分析判斷，熱化學(xué)方程式和蓋斯定律的計(jì)算，原電池反應(yīng)的方程式的書(shū)寫(xiě)，題目難度中等．