Question

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    ．
（2）从水浸后的滤液中得到K₂SO₄晶体的方法是    ．
（3）Al₂O₃在一定条件下可制得AlN，其晶体结构如图2所示，该晶体中Al的配位数是    ．
（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    ．
（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=-197kJ/mol；
H₂O（g）⇌H₂O（l）△H₂=-44kJ/mol；
2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）═2H₂SO₄△H₃=-545kJ/mol．
则SO₃（g）与H₂O（l）反应的热化学方程式是    ．
焙烧948t明矾（M=474g/mol），若SO₂的利用率为96%，可产生质量分数为98%的硫酸    t．

Answer

（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）①依据热化学方程式和盖斯定律计算得到；
②依据硫元素守恒计算得到；
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，复印纸还原剂是硫单质；
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，镁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，反应的化学方程式为：
Al+3NiO（OH）+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni（OH）2 ；
故答案为：Al+3NiO（OH）+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni（OH）2；
（5）①2SO2（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；
②948 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：432t；