题目内容

铝和氢氧化钾都是重要的工业产品．请回答：
（1）工业冶炼铝的化学方程式是
 
．
（2）工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸杂质，可用离子交换膜法电解提纯．电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示．
①该电解槽的阳极反应式是
 
．
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因
 
．
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口
 
（填写“A”或“B”）导出．
（3）磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3（PO4）2等形式存在．它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用．
白磷（P4）可由Ca3（PO4）2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得．相关热化学方程式如下：
2Ca3（PO4）2（s）+10C（s）═6CaO（s）+P4（s）+10CO（g）△H1=+3359.26kJ?mol-1
CaO（s）+SiO2（s）═CaSiO3（s）△H2=-89.61kJ?mol-1
2Ca3（PO4）2（s）+6SiO2（s）+10C（s）═6CaSiO3（s）+P4（s）+10CO（g）△H3
则△H3=
 
 kJ?mol-1．
（4）焙烧产生的SO2可用于制硫酸．已知25℃、101kPa时：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H1=-197kJ?mol-1；H2O（g）═H2O（l）△H2=-44kJ?mol-1；2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）═2H2SO4（l）△H3=-545kJ?mol-1．则SO3（g）与H2O（l）反应的热化学方程式是
 
．
考点：电解原理,热化学方程式
专题：化学反应中的能量变化
分析：（1）工业冶炼铝是利用惰性电极电极熔融氧化铝得到，阳极是氯离子失电子生成氯气，阴极是铝离子得到电子生成铝，反应的化学方程式为：2Al2O3 
 通电 
.
 
4Al+3O2↑；
（2）①用阳离子交换膜电解法除去工业品氢氧化钾溶液中的杂质含氧酸根，相当于电解水，阳极氢氧根离子放电；
②电解时，阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极：4H++4e-=2H2↑，其中阴极区H+放电，H+浓度减小，使水的电离平衡向右移动促进水的电离，OH-浓度增大；
③在阴极和阳极之间有阳离子交换膜，只允许阳离子K+和H+通过，这样就在阴极区聚集大量的K+和OH-，从而产生纯的氢氧化钾溶液，所以除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口在阴极区；
（3）根据盖斯定律，由已知热化学方乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式，反应热也乘以相应的系数并进行相应的加减，据此计算；
（4）利用盖斯定律，将热化学方程式进行运算，计算反应的焓变；
解答： 解：（1）工业冶炼铝是利用惰性电极电极熔融氧化铝得到，阳极是氯离子失电子生成氯气，阴极是铝离子得到电子生成铝，反应的化学方程式为：2Al2O3
 通电 
.
 
4Al+3O2↑；
故答案为：2Al2O3
 通电 
.
 
4Al+3O2↑；
（2）①用阳离子交换膜电解法除去工业品氢氧化钾溶液中的杂质含氧酸根，相当于电解水，故电解时，阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑，
故答案为：4OH--4e-=2H2O+O2↑；
②阴极：4H++4e-=2H2↑，其中阴极区H+放电，H+浓度减小，使水的电离平衡向右移动促进水的电离，在阴极和阳极之间有阳离子交换膜，只允许阳离子K+和H+通过，留下的OH-浓度增大，阴极附近溶液pH会增大，
故答案为：通电开始后，水电离产生的H+在阴极放电，留下的OH-又不能通过阳离子交换膜，所以阴极附近溶液pH会增大；
③在阴极区聚集大量的K+和OH-，从而产生纯的氢氧化钾溶液，除杂后的氢氧化钾溶液从出口B导出，故答案为：B．；
（3）①2Ca3（PO4）2（s）+10C（s）═6CaO（s）+P4（s）+10CO（g）△H1=+3359.26 kJ?mol-1
         ②CaO（s）+SiO2（s）═CaSiO3（s）△H2=-89.61kJ?mol-1
①+②×6得2Ca3（PO4）2（s）+6SiO2（s）+10C（s）═6CaSiO3（s）+P4（s）+10CO（g）△H3=△H1+△H2×6=+2821.6kJ?mol-1，故答案为：+2821.6；
（4）2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H1=一197kJ/mol ①
  2H2O （g）=2H2O（1）△H2=-88kJ/mol ②
  2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）=2H2SO4（l）△H3=一545kJ/mol③
利用盖斯定律：（③-①-②）×
1
2
得SO3 （g）+H2O（l）=H2SO4（l）△H=-152kJ/mol，
SO3（g） ）+H2O（g）=H2SO4（l）△H3=-130kJ/mol，
故答案为：SO3（g） ）+H2O（g）=H2SO4（l）△H3=-130kJ/mol．
点评：本题考查了电解原理的分析应用，热化学方程式书写和该死定律计算应用，关键是根据离子放电顺序判断电解过程中发生的反应理解除杂原理，题目难度中等．
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．
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（填字母）．
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．
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．
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．
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