题目内容
7．明矾石经处理后得到明矾[KAl（SO4）2•12H2O]．从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如图1所示：
焙烧明矾的化学方程式为：4KAl（SO4）2•12H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O
请回答下列问题：
（1）在焙烧明矾的反应中，还原剂是S．
（2）从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是蒸发结晶．
（3）A12O3在一定条件下可制得AIN，其晶体结构如图2所示，该晶体中Al的配位数是4
（4）以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）2，该电池反应的化学方程式是Al+3NiO（OH）+H2O═NaAlO2+3Ni（OH）2．
（5）焙烧产生的SO2可用于制硫酸．已知25℃、101kPa时：
2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H1=一197kJ/mol；
2H2O （g）=2H2O（1）△H2=一44kJ/mol；
2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）=2H2SO4（l）△H3=一545kJ/mol．
则SO3 （g）与H2O（l）反应的热化学方程式是SO3（g）+H2O（l）═H2SO4（l）△H=-130KJ/mol．
焙烧948t明矾（M=474g/mol ），若SO2的利用率为96%，可生产质量分数为98%的硫酸432t．
分析 明矾和硫焙烧发生4KAl（SO4）2•12H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O，气体二氧化硫与氧气在五氧化二矾作催化剂的作用下生成三氧化硫，三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，SO3+H2O=H2SO4，制得硫酸；焙烧所得固体混合物，用水浸，为提高浸出率，可采取粉碎固体混合物、不断搅拌，从水浸后的滤液中蒸发结晶得到K2SO4晶体，电解Al2O3，制得Al，以此解答该题．
（1）依据化学方程式中元素化合价变化分析判断，元素化合价升高的做还原剂发生氧化反应；
（2）从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是利用硫酸钾溶解度随温度变化，可以利用蒸发溶剂方法结晶析出；
（3）配位化合物中直接和中心原子（或离子）相联系的配位原子的数目；
（4）以Al和NiO（OH）为电极，铝做原电池 负极失电子发生氧化反应，NiO（OH）得到电子发生还原反应，结合原子守恒和电子守恒写出反应化学方程式；
（5）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到；依据硫元素守恒计算得到．
解答 解：（1）4KAl（SO4）2•12H2O+3S═2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O反应硫单质中硫元素化合价升高为+4价，硫酸根离子中硫元素化合价从+6价变化为+4价，还原剂是硫单质，故答案为：S；
（2）从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是利用硫酸钾溶解度随温度变化不大，可以利用蒸发溶剂方法结晶析出晶体；故答案为：蒸发结晶；
（3）依据晶体晶胞结构分析，结合配位数含义可知，每个铝原子和四个单原子相连，所以铝原子的配位数为4，故答案为：4；
（4）以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）2，铝做负极失电子在氢氧化钠溶液中生成偏铝酸钠，反应化学方程式为：Al+3NiO（OH）+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni（OH）2 ，故答案为：Al+3NiO（OH）+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni（OH）2；
（5）2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H1=-197kJ/molⅠ
H2O（g）?H2O（l）△H2=-44kJ/molⅡ
2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）═2H2SO4（l）△H3=-545kJ/molⅢ
依据盖斯定律Ⅲ-Ⅰ-2×Ⅱ得到：2SO3（g）+2H2O（l）=2H2SO4（l）△H=-260kJ/mol；
即反应的热化学方程式为：SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）△H=-130kJ/mol；
948 t明矾生成SO2物质的量为4500mol，故生成硫酸的质量m=4500×0.96×98÷0.98=432000kg=432t；
故答案为：SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）△H=-130kJ/mol；432．
点评 本题考查物质的制备，为高考常见题型，题目难度中等，涉及氧化还原反应概念分析判断、晶体结构的理解、原电池的应用、热化学方程式和盖斯定律的计算、元素守恒的计算，试题有利于培养学生的逻辑推理能力，提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力及实验能力．
名校课堂系列答案| A． | 硫酸铜溶液与H2S反应的离子方程式：Cu2++S2-=CuS↓ | |
| B． | 硫酸铁溶液与过量浓氨水反应的离子方程式：Fe3++3NH3•H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+ | |
| C． | H2、H2S、SO2、CO2四种气体都可用浓硫酸干燥 | |
| D． | SO2和SO3混合气体通入Ba（NO3）2溶液可得到BaSO3和BaSO4 |
，
，结构式是：S=C=S．
常温下，0.2mol•L-1NaHA 与等浓度等体积的 NaOH 溶液混合，所得溶液中部分微粒组分及浓度如图所示，下列说法正确的是（ ）| A． | NaHA 溶液显酸性 | B． | 混合溶液中 c（OH-）、c（H+）相等 | ||
| C． | 图中 X、Y、Z 分别代表 OH-、HA-、H+ | D． | 混合溶液中：c（Na+）═c（H2A）+c（HA-）+c（A2-） |
| A． | 有化学键被破坏的变化不一定是化学变化 | |
| B． | 金属元素与非金属元素原子间形成的化学键不一定是离子键 | |
| C． | 乙炔分子中，σ键与π键数目之比为1：1 | |
| D． | 金刚石中碳原子采取sp3杂化，12g金刚石中含2mol 碳碳单键 |
| A． | 等于13.5% | B． | 大于12.5% | C． | 小于12.5% | D． | 无法确定 |
| A． | 铁和稀硫酸反应：2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑ | |
| B． | 少量NaHCO3溶液与Ca（OH）2溶液反应：OHˉ+HCO3ˉ+Ca2+=CaCO3↓+H2O | |
| C． | 钠和冷水反应：2Na+2H2O=2 Na++2OHˉ+H2↑ | |
| D． | 过量的CO2和氢氧化钙溶液的反应 OHˉ+CO32-=HCO3ˉ |
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（邻、间、对任写一种即可）．