题目内容
铝是最常见的金属之一。
(1)浓硝酸、浓硫酸可贮存在铝制容器的原因是 。
(2)纳米铝主要应用于火箭推进剂。工业上利用无水氯化铝与氢化铝锂(LiAlH4)在有机溶剂中反应制得纳米铝,化学方程式如下:3LiAlH4+AlCl3="4Al" + 3LiCl + 6H2↑
该反应的氧化剂为 。
(3)氢化铝钠(NaAlH4)是一种重要的储氢材料,已知:
NaAlH4(s)=Na3AlH6 (s)+ Al (s) + H2(g) ΔH=+ 37 kJ·molˉ1
Na3AlH6(s)="3NaH(s)+" Al (s) + H2(g) ΔH=+ 70.5 kJ·molˉ1
则NaAlH4(s)=" NaH(s)" + Al (s) +H2(g) ΔH= 。
(4)已知H2O2是一种弱酸,在强碱性溶液中主要以HO2-形式 存在。目前研究比较热门的Al-H2O2燃料电池,其原理如右图所示,电池总反应如下:
2Al+3HO2-+3H2O =2[Al(OH) 4]-+OH-
①正极反应式为 。
②与普通锌锰干电池相比,当消耗相同质量的负极活性物质时,Al-H2O2燃料电池的理论放电量约为普通锌锰干电池的______倍。
③Al电极易被NaOH溶液化学腐蚀,这是该电池目前未能推广使用的原因之一。反应的离子方程式为 。
(1)浓硝酸、浓硫酸可贮存在铝制容器的原因是 。
(2)纳米铝主要应用于火箭推进剂。工业上利用无水氯化铝与氢化铝锂(LiAlH4)在有机溶剂中反应制得纳米铝,化学方程式如下:3LiAlH4+AlCl3="4Al" + 3LiCl + 6H2↑
该反应的氧化剂为 。
(3)氢化铝钠(NaAlH4)是一种重要的储氢材料,已知:
NaAlH4(s)=Na3AlH6 (s)+ Al (s) + H2(g) ΔH=+ 37 kJ·molˉ1
Na3AlH6(s)="3NaH(s)+" Al (s) + H2(g) ΔH=+ 70.5 kJ·molˉ1
则NaAlH4(s)=" NaH(s)" + Al (s) +H2(g) ΔH= 。
(4)已知H2O2是一种弱酸,在强碱性溶液中主要以HO2-形式 存在。目前研究比较热门的Al-H2O2燃料电池,其原理如右图所示,电池总反应如下:
2Al+3HO2-+3H2O =2[Al(OH) 4]-+OH-
①正极反应式为 。
②与普通锌锰干电池相比,当消耗相同质量的负极活性物质时,Al-H2O2燃料电池的理论放电量约为普通锌锰干电池的______倍。
③Al电极易被NaOH溶液化学腐蚀,这是该电池目前未能推广使用的原因之一。反应的离子方程式为 。
(9分)(1)常温下,铝易被浓硝酸、浓硫酸钝化
(2)LiAlH4、AlCl3 (3)+ 60.5 kJ·molˉ1
(4)① 3HO2-+3H2O+6e-=9OH-(或HO2-+H2O+2e-=3OH-)
② 3.6 (2分) ③ 2Al+6H2O+2OH-=2[Al(OH) 4]-+3H2↑
(2)LiAlH4、AlCl3 (3)+ 60.5 kJ·molˉ1
(4)① 3HO2-+3H2O+6e-=9OH-(或HO2-+H2O+2e-=3OH-)
② 3.6 (2分) ③ 2Al+6H2O+2OH-=2[Al(OH) 4]-+3H2↑
试题分析:(1)常温下,铝易被浓硝酸、浓硫酸钝化,所以浓硝酸、浓硫酸可贮存在铝制容器中。
(2)根据反应的方程式可知,铝元素的化合价从+3价降低到0价,得到电子,发生还原反应,所以氧化剂是LiAlH4、AlCl3 。
(3)根据盖斯定律可知,①+②×1/3,即得到反应式NaAlH4(s)=" NaH(s)" + Al (s) +H2(g),所以该反应的△H=+37 kJ/mol+70.5 kJ/mol÷3=+60.5 kJ/mol.
(4)①原电池中正极得到电子,则根据总的反应式可知Al失去电子,做负极,所以正极反应式是3HO2-+3H2O+6e-=9OH-(或HO2-+H2O+2e-=3OH-)。
②普通锌锰干电池中负极是锌,65g锌失去2mol电子,而65g铝失去电子,所以Al-H2O2燃料电池的理论放电量约为普通锌锰干电池的7.22÷2=3.6倍。
③铝能和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的离子方程式是2Al+6H2O+2OH-=2[Al(OH) 4]-+3H2↑。
点评:该题是中等难度的试题,试题设计新颖,基础性强,有利于调动学生的学习兴趣和学习积极性,激发学生的学习求知欲,也有利于培养学生的规范答题能力和逻辑推理能力,提高学生的学习效率。
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