Question

17．離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系，由有機陽離子、Al₂Cl₇^-和AlCl₄^-組成的離子液體作電解液時，可在鋼制品上電鍍鋁．
（1）鋼制品應接電源的負極．若改用AlCl₃水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為H₂ ．
（2）為測定鍍層厚度，用NaOH溶液溶解鋼制品表面的鋁鍍層，當反應轉(zhuǎn)移6mol電子時，所得還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為3mol．
（3）用鋁粉和Fe₂O₃做鋁熱反應實驗，化學方程式為2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，需要的試劑還有bd．
a．KCl      b．KClO₃    c．MnO₂    d．Mg
取少量鋁熱反應所得到的固體混合物，將其溶于足量稀H₂SO₄，滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，不能（填“能”或“不能”）說明固體混合物中無Fe₂O₃，理由是Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺（用離子方程式說明）．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)電鍍原理可知，鋼鐵上鍍鋁是利用鋁做陽極，鋼鐵做陰極，由有機陽離子、Al₂Cl₇^-和AlCl₄^-組成的離子液體做電解液來實現(xiàn)，改用AlCl₃水溶液作電解液是溶液中氫離子在陰極放電生成氫氣；
（2）依據(jù)氯和氫氧化鈉反應的化學方程式分析判斷，還原產(chǎn)物為氫氣；
（3）鋁熱反應需要引發(fā)劑引發(fā)高溫反應，用少量氯酸鉀和鎂條引發(fā)，點燃鎂條燃燒放熱使氯酸鉀分解生成氧氣助燃產(chǎn)生反應引發(fā)所需要的溫度；鋁熱反應所得的固體混合物，將其溶于足量H₂SO₄，滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，說明無鐵離子，但不能說明固體中不含氧化鐵，因為鋁熱反應生成鐵，溶解于硫酸中鐵可以還原鐵離子為亞鐵離子分析書寫離子方程式．

解答 解：（1）依據(jù)電鍍原理分析，鋼鐵上鍍鋁是利用鋁做陽極與電源正極相連，鋼鐵做陰極與電源負極相連，由有機陽離子、Al₂Cl₇^-和AlCl₄^-組成的離子液體做電解液來實現(xiàn)，離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系，電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機陽離子不參與電極反應，則陰極反應生成鋁是發(fā)生的還原反應，鋁元素化合價降低，分析離子液體成分，結(jié)合電荷守恒分析可知是Al₂Cl₇^-得到電子生成，電極反應為：4Al₂Cl₇^-+3e^-=Al+7AlCl₄^-，改用AlCl₃水溶液作電解液是溶液中氫離子在陰極放電生成氫氣，2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：負；H₂ ；
（2）依據(jù)鋁和氫氧化鈉反應的化學方程式分析，2Al+2NaOH+6H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑+4H₂O，還原產(chǎn)物為氫氣，當反應轉(zhuǎn)移6mol電子時，所得還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為3mol；
故答案為：3；
（3）鋁熱反應需要引發(fā)劑引發(fā)高溫反應，用少量氯酸鉀和鎂條引發(fā)，點燃鎂條燃燒放熱使氯酸鉀分解生成氧氣助燃產(chǎn)生反應引發(fā)所需要的溫度，反應的化學方程式為：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，鋁熱反應所得的固體混合物，將其溶于足量H₂SO₄，滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，說明無鐵離子，但不能說明固體中不含氧化鐵，因為鋁熱反應生成鐵，溶解于硫酸中鐵可以還原鐵離子為亞鐵離子，離子方程式為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，F(xiàn)e+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
故答案為：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃；bd；不能；Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺．

點評 本題考查了電解原理的分析應用鋁熱反應原理分析，氧化還原反應電子轉(zhuǎn)移計算應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．