Question

(12分)鋁及其化合物用途廣泛。工業(yè)上焙燒明礬【KAl(SO4)2·12H2O】可得到A12O3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4KAl(SO4)2·12H2O+3S2K2SO4+2A12O3+9SO2↑+48H2O。

請回答下列問題：

（1）在焙燒明礬的反應(yīng)中，被氧化和被還原的元素質(zhì)量之比是________________。

（2）焙燒明礬時產(chǎn)生的SO2可用來制硫酸。已知25℃、10lkPa時：

①2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g) ΔH=—197KJ/mol

②2H2O(g) 2H2O(l)ΔH=—44KJ/mol

③2SO2(g) +O2(g) + 2H2O(g)2H2SO4(l)ΔH=—545KJ/mol

則反應(yīng)SO3(g)+ H2O(l)= H2SO4(l)ΔH=______KJ/mol。

（3）工業(yè)上利用電解熔融的A12O3制備Al，其化學(xué)方程式是_____________________；電解時陽極和陰極材料均為石墨，電解時所消耗的電極是__________(填“陽極”或“陰極”)。

（4）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NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2。

①該電池的負(fù)極反應(yīng)式為____________；②電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。

Answer 1

（12分，每空2分）（1）1:2 ；（2）－152；（3）2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ ；陽極

（4）①Al＋4OH－―3e－=== [Al(OH)4]－；②Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋3H2O ===Na[Al(OH)4]＋3Ni(OH)2

【解析】

試題分析：（1）在反應(yīng)S單質(zhì)中S元素的化合價有反應(yīng)前單質(zhì)的0價，變?yōu)榉磻?yīng)后SO2中的+4價，化合價升高，失去電子，作還原劑，被氧化；4KAl(SO4)2·12H2O+3S2K2SO4+2A12O3+9SO2↑+48H2O中，KAl(SO4)2·12H2O 中的S元素由反應(yīng)前的+6價變?yōu)榉磻?yīng)后SO2中的+4價，化合價降低得到電子，作氧化劑，被還原，所以被氧化和被還原的元素質(zhì)量之比是3:6=1:2；（2）（③－①－②）÷2，整理可得SO3(g)+ H2O(l)= H2SO4(l)ΔH=－152 KJ/mol；（3） 工業(yè)上電解熔融的A12O3制備Al的化學(xué)方程式是2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑；電解時陽極和陰極材料均為石墨，由于石墨是惰性電極，所以電解本身不失去電子而消耗石墨，但是在陽極產(chǎn)生的O2在高溫下與C發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生CO2氣體而消耗，故電解時所消耗的電極是陽極；（4）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NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2。①該電池的負(fù)極反應(yīng)式為Al＋4OH－―3e－=== [Al(OH)4]－；②電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋3H2O ===Na[Al(OH)4]＋3Ni(OH)2。

考點(diǎn)：考查熱化學(xué)方程式的書寫、金屬的冶煉原理的方程式表示、物質(zhì)的消耗、原電池反應(yīng)的反應(yīng)原理、氧化還原反應(yīng)中元素的作用及消耗的質(zhì)量比的計算的知識。