Question

Al及其化合物用途广泛，工业上可以将明矾石经处理后得到明矾[KAl（SO₄）₂?12H₂O]，再将明矾焙烧后制得Al₂O₃等物质，进一步处理后还可以得到Al．
已知焙烧明矾的化学方程式为：4KAl（SO₄）₂?12H₂O+3S

高温  .

2J₂SO₄+2Al₂O₃+9SO₂↑+48H₂O
请回答：
（1）Al₂O₃的摩尔质量是

 

．
（2）工业上可用电解Al₂O₃制备Al，其化学方程式是

 

．
（3）在焙烧明矾的反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比是

 

．
（4）焙烧明矾时产生的SO₂可综合利用来制硫酸．
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
SO₃ （g）与H₂O（l）反应的热化学方程式是

 

．
（5）以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液可以组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）₂．
①该电池的负极反应式

 

．
②电池总反应的化学方程式

 

．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,摩尔质量,氧化还原反应,原电池和电解池的工作原理,金属冶炼的一般原理

专题：

分析：（1）根据摩尔质量在数值上等于其相对分子质量；
（2）工业上可用电解熔融Al₂O₃制备Al；
（3）该反应中，S元素的化合价由0价和+6价变为+4价，得电子的反应物是氧化剂，失电子的反应物是还原剂；
（4）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到；
（5）以Al的单质和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，Al在负极失去电子，碱性条件下生成偏铝酸钠来书写；

解答： 解：（1）根据摩尔质量在数值上等于其相对分子质量，则Al₂O₃的摩尔质量是102 g/mol，故答案为：102 g/mol；
（2）工业上可用电解熔融Al₂O₃制备Al，方程式为：2Al₂O_{3（熔融）} 

电解    .

冰晶石

 4Al+3O₂↑，故答案为：2Al₂O3（熔融）

电解    .

冰晶石

4Al+3O₂↑；
（3）4KAl（SO₄）₂?12H₂O+3S

高温  .

2J₂SO₄+2Al₂O₃+9SO₂↑+48H₂O，该反应中，S元素的化合价由0价和+6价变为+4价，所以部分4KAl（SO₄）₂?12H₂O作氧化剂（6个硫酸根被还原，2个硫酸根保持不变），硫作还原剂，还原剂和氧化剂的物质的量之比为6：3=2：1，故答案为：2：1；
（4）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H₁=-197kJ/mol；Ⅰ
H₂O（g）?H₂O（l）△H₂=-44kJ/mol；Ⅱ
2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）═2H₂SO₄（l）△H₃=-545kJ/mol．Ⅲ
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；
故答案为：SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-130KJ/mol；
（5）以Al的单质和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，Al在负极失去电子，碱性条件下生成偏铝酸钠，电极方程式为：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；该电池总反应的化学方程式是：Al+3NiO（OH）+H₂O+NaOH═NaAlO₂+3Ni（OH）₂，
故答案为：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；Al+3NiO（OH）+H₂O+NaOH═NaAlO₂+3Ni（OH）₂．

点评：本题考查了氧化还原反应概念分析判断，热化学方程式和盖斯定律的计算，原电池反应的方程式的书写，题目难度中等．