题目内容
【题目】铝的利用成为人们研究的热点，是新型电池研发中重要的材料。
（1）通过以下反应制备金属铝。
反应1：Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)===3AlCl(g)＋3CO(g)；ΔH1＝akJ·mol－1
反应2：Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(l)＋3CO(g)；ΔH2＝bkJ·mol－1
反应3：3AlCl(g)===2Al(l)＋AlCl3(g)；ΔH3
①反应3的ΔH3＝_______kJ·mol－1。
②950℃时，铝土矿与足量的焦炭和Cl2反应可制得AlCl3。该反应的化学方程式是_______。
（2）在高温条件下进行反应：2Al(l)＋AlCl3(g)
3AlCl(g)。
①向图1所示的等容积A、B密闭容器中加入足量的Al粉，再分别充入1 mol AlCl3(g)，在相同的高温下进行反应。图2表示A容器内的AlCl3(g)体积分数随时间的变化图，在图2中画出B容器内AlCl3(g)体积分数随时间的变化曲线。__________
②1100℃时，向2 L密闭容器中通入3 mol AlCl(g)，发生反应：3AlCl(g)=2Al(l)＋AlCl3(g)。已知该温度下AlCl(g)的平衡转化率为80%，则该反应的平衡常数K＝________。
③加入3molAlCl(g)，在不同压强下发生反应，温度对产率的影响如图3所示。此反应选择温度为900℃的原因是_______________。
（3）用铝制作的快速放电铝离子二次电池的原理如图4所示。
①该电池充电时，阴极的电极反应式为_____。
②AlCl3和NaCl的熔融盐常用于镀铝电解池，电镀时AlCl4-和Al2Cl7-两种离子在电极上相互转化，其他离子不参与电极反应。NaCl的作用是_____。
【答案】b－a Al2O3＋3C＋3Cl2
2AlCl3＋3CO 
900℃时，产率已经较高，升高温度产率增幅不大，但能耗升高，经济效益降低 4Al2Cl7-＋3e－===Al＋7AlCl4- 生成AlCl4-和Al2Cl7-增强导电性
【解析】
（1）①已知反应①：Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)=3AlCl(g)＋3CO(g)；ΔH1＝akJ·mol－1
反应②：Al2O3(s)＋3C(s)=2Al(l)＋3CO(g)；ΔH2＝bkJ·mol－1
反应③：3AlCl(g)=2Al(l)＋AlCl3(g)；ΔH3
根据盖斯定律，由②-①得反应③3AlCl(g)=2Al(l)＋AlCl3(g) ΔH3=ΔH2-ΔH1= bkJ·mol－1- akJ·mol－1= （b－a） kJ·mol－1；
②950℃时，铝土矿与足量的焦炭和Cl2反应可制得AlCl3，同时高温条件下生成一氧化碳，反应的化学方程式是Al2O3＋3C＋3Cl22AlCl3＋3CO；
（2）①向图1所示的等容积A、B密闭容器中加入足量的Al粉，再分别充入1 mol AlCl3(g)，在相同的高温下进行反应。图2表示A容器内的AlCl3(g)体积分数随时间的变化图，B容器内体积可变，正反应为气体体积增大的反应，随着反应的进行气体总量增大，相对于容器A则容器B压强减小，反应速率减慢且平衡向气体体积增大的正反应方向移动，平衡时AlCl3(g)的体积分数减小，在图2中画出B容器内AlCl3(g)体积分数随时间的变化曲线如下：
；
②1100℃时，向2 L密闭容器中通入3 mol AlCl(g)，发生反应：3AlCl(g)=2Al(l)＋AlCl3(g)。已知该温度下AlCl(g)的平衡转化率为80%，根据三段式有：
3AlCl(g)=2Al(l)＋AlCl3(g)。
开始时浓度（mol/L）1.5 0
改变的浓度（mol/L）1.2 0.4
平衡时浓度（mol/L）0.3 0.4
则该反应的平衡常数K＝
；
③加入3molAlCl(g)，在不同压强下发生反应，温度对产率的影响如图3所示。反应选择温度为900℃的原因是900℃时，产率已经较高，升高温度产率增幅不大，但能耗升高，经济效益降低；
（3）①电池充电时，阴极上Al2Cl7-得电子产生铝和AlCl4-，电极反应式为4Al2Cl7-＋3e－===Al＋7AlCl4-；
②AlCl3和NaCl的熔融盐常用于镀铝电解池，电镀时AlCl4-和Al2Cl7-两种离子在电极上相互转化，NaCl的作用是生成AlCl4-和Al2Cl7-增强导电性，其他离子不参与电极反应。
学而优衔接教材南京大学出版社系列答案
小学课堂作业系列答案
【题目】锰元素的化合物在多个领域中均有重要应用。
（1）Mn2＋基态核外电子排布式为________，SO42-中S原子轨道的杂化类型为________。
（2）二价锰的3种离子化合物的熔点如下表：
物质 | MnCl2 | MnS | MnO |
熔点 | 650℃ | 1610℃ | 2800℃ |
上表3种物质中晶格能最大的是________。
（3）某锰氧化物的晶胞结构如图所示，该氧化物的化学式为________。
（4）在化合物K3[Mn(CN)6]中，微粒之间存在的作用力有________(填字母)。
a. 离子键 b. 共价键 c. 配位键 d. 氢键
（5）制备LiMn2O4的实验过程如下：将MnO2和Li2CO3按4∶1的物质的量之比配料，球磨3～5 h，然后升温，高温加热，保温24 h，冷却至室温。写出该反应的化学方程式：____________。
【题目】某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。
请回答：
I．用图1所示装置进行第一组实验。
（1）在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu做电极的是_________（填字母序号）。
A．铝 | B．石墨 | C．银 | D．铂 |
（2）N极发生反应的电极反应式为____________________。
（3）实验过程中，SO42-_________（填“从左向右”、“从右向左”或“不”）移动；
滤纸上能观察到的现象有___________________。
II．用图2所示装置进行第二组实验。实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料发现，高铁酸根（FeO42-）在溶液中呈紫红色。
（4）电解过程中，X极区溶液的pH___________（填“增大” 、“减小”或“不变”）。电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O 和_______________。
（5）若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体（均已折算为标准状况时气体体积），则Y电极（铁电极）质量减少________g。