Question

（1）環(huán)境專家認為可以用金屬鋁將水體中的NO轉化為N₂，從而清除污染。該反應中涉及的粒子有：H₂O、Al、OH、Al(OH)₃、NO、N₂，寫出反應的離子方程式                      。

（2）我國首創(chuàng)的海洋電池以海水為電解質溶液，電池總反應為：4Al+3O₂+6H₂O=4Al(OH)₃。電池正極的電極反應式為                                      。

（3）已知：①4Al(s)+3O₂(g)=2Al₂O₃(g)  △H=－2834.9kJ/mol

②Fe₂O₃(s)+C(s)= CO₂(g)+2Fe(s)  △H=+234.1kJ/mol

③C(s)+O₂(g)=CO₂(g)  △H=－393.5kJ/mol

寫出鋁與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應的熱化學方程式                    。

（4）將一定質量的鈉鋁合金置于水中，合金全部溶解，得到20mol，pH=14的溶液，然后2mol/L鹽酸滴定，可得沉淀質量與消耗的鹽酸體積關系如下圖：則反應過程中產生氫氣的總體積為     L（標準狀況）

Answer 1

【知識點】離子方程式 反應熱 電化學 計算 A 2B1 F3 F2

【答案解析】

解析：⑴根據金屬鋁將水體中的NO轉化為N₂，及該反應中涉及的粒子有：H₂O、Al、OH、Al(OH)₃、NO、N₂，知反應物有Al、NO，生成物有Al(OH)₃、N₂，并根據得失電子配平：6NO₃^-+10Al→10Al(OH)₃+3N₂，再根據電荷守恒知生成物還有OH，根據原子守恒知反應物還有水，6NO₃^-+10Al +18H₂O=10Al(OH)₃+3N₂+6OH^－

⑵根據總反應4Al+3O₂+6H₂O=4Al(OH)₃知電池正極的電極反應式為2H₂O+O₂+4e^－=4OH^－

⑶根據蓋斯定律：①÷2+②-③×3/2得2Al(s)+Fe₂O₃(s)=2Fe(s)=2Fe(s)+Al₂O₃(s)  △H=－593.1kJ/mol

⑷根據圖像可知，鹽酸加到30mL時，沉淀達最大，此時溶液中只有氯化鈉，根據n（NaCl）=n（HCl）=0.06mol，則n（Na）=0.06mol，根據圖像可知，氫氧化鈉應該是過量的，過量的氫氧化鈉是0.02L×1mol/L=0.02mol，則根據鈉原子守恒知偏鋁酸鈉的物質的量為0.06mol-0.02mol=0.04mol，0.06mol鈉與水反應生成氫氣0.03mol，生成0.04mol的偏鋁酸鈉的同時生成氫氣0.06mol，即生成氫氣共0.09mol，為2.016L。

【思路點撥】氧化還原反應的配平技巧：如本題的第⑴題的配平：首先根據氧化還原反應得失電子相等配平氧化劑、還原劑、氧化產物和還原產物，再根據電荷守恒確定右邊卻OH^-，最后根據原子守恒配平；根據終態(tài)法結合守恒解計算題：即本題的鹽酸加到30mL時，沉淀達最大，此時溶液中只有氯化鈉，然后根據守恒法解。