Question

（12分）Al及其化合物用途廣泛，工業(yè)上可以將明礬石經處理后得到明礬[KAl(SO4)2·12H2O]，再將明礬焙燒后制得Al2O3等物質，進一步處理后還可以得到Al。

已知焙燒明礬的化學方程式為：

請回答：

（1）Al2O3的摩爾質量是 。

（2）工業(yè)上可用電解Al2O3制備Al，其化學方程式是 。

（3）在焙燒明礬的反應中，氧化劑和還原劑的物質的量之比是 。

（4）焙燒明礬時產生的SO2可綜合利用來制硫酸。

已知25℃、101 kPa時：

2SO2(g) +O2(g)2SO3(g) △H1 ＝ 一197 kJ/mol

2H2O (g)＝2H2O（1） △H2 ＝ 一44 kJ/mol

2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)＝2H2SO4(l) △H3 ＝ 一545 kJ/mol

SO3(g)與H2O(l)反應的熱化學方程式是 。

（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NiO(OH)轉化為Ni(OH)2。

①該電池的負極反應式 。

②電池總反應的化學方程式 。

 

Answer 1

(12分)

（1） 102 g/mol (2分，數值、單位各1分)

（2） (2分，沒寫熔融態(tài)和冰晶石不扣分)

（3）2:1 (2分)

（4）SO3(g)＋ H2O(l) = H2SO4(l) △H= -152kJ·mol-1 (2分)

（5）①Al－3e－ + 4OH－ = AlO2－＋2H2O (2分)

②Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋H2O=NaAlO2＋3Ni(OH)2 (2分)

【解析】

試題分析：（1）Al2O3的摩爾質量在數值等于相對分子質量，所以Al2O3的摩爾質量為：102 g/mol

（2）電解熔融的Al2O3生成Al和O2，所以化學方程式為：

（3）根據焙燒明礬的化學方程式可知，氧化劑和還原劑的物質的量之比=6:3=2:1.

（4）首先寫出SO3與H2O反應的化學方程式并注明狀態(tài)：SO3(g)＋ H2O(g) = H2SO4(l)，然后根據蓋斯定律計算焓變，?H=—1/2△H1+1/2△H2 +1/2 △H3 ＝-152kJ·mol-1，故熱化學方程式為：SO3(g)＋ H2O(l) = H2SO4(l) △H= -152kJ·mol-1

（5）①Al為活潑金屬，在負極上失去電子，所以電極方程式為：Al－3e－ + 4OH－ = AlO2－＋2H2O

②正極上NiO(OH)得電子轉化為Ni(OH)2，可得電池總反應的化學方程式為：Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋H2O=NaAlO2＋3Ni(OH)2

考點：本題考查摩爾質量、方程式的書寫、氧化還原反應、原電池原理。