Question

(12分)铝及其化合物用途广泛。工业上焙烧明矾【KAl(SO₄)₂·12H₂O】可得到A1₂O₃，反应的化学方程式为4KAl(SO₄)₂·12H₂O+3S2K₂SO₄+2A1₂O₃+9SO₂↑+48H₂O。

请回答下列问题：   

（1）在焙烧明矾的反应中，被氧化和被还原的元素质量之比是________________。

（2）焙烧明矾时产生的SO₂可用来制硫酸。已知25℃、10lkPa时：

①2SO₂(g) +O₂(g) 2SO₃(g)  ΔH=—197KJ/mol   

②2H₂O(g) 2H₂O(l)ΔH=—44KJ/mol

③2SO₂(g) +O₂(g) + 2H₂O(g)2H₂SO₄(l)ΔH=—545KJ/mol

则反应SO₃(g)+ H₂O(l)= H₂SO₄(l)ΔH=______KJ/mol。

（3）工业上利用电解熔融的A1₂O₃制备Al，其化学方程式是_____________________；电解时阳极和阴极材料均为石墨，电解时所消耗的电极是__________(填“阳极”或“阴极”)。

（4）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为____________；②电池总反应的化学方程式为________________。

Answer

（12分，每空2分）（1）1:2 ；（2）－152；（3）2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ ；阳极

（4）①Al＋4OH－―3e－=== [Al(OH)4]－；②Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋3H2O ===Na[Al(OH)4]＋3Ni(OH)2

【解析】

试题分析：（1）在反应S单质中S元素的化合价有反应前单质的0价，变为反应后SO2中的+4价，化合价升高，失去电子，作还原剂，被氧化；4KAl(SO4)2·12H2O+3S2K2SO4+2A12O3+9SO2↑+48H2O中，KAl(SO4)2·12H2O 中的S元素由反应前的+6价变为反应后SO2中的+4价，化合价降低得到电子，作氧化剂，被还原，所以被氧化和被还原的元素质量之比是3:6=1:2；（2）（③－①－②）÷2，整理可得SO3(g)+ H2O(l)= H2SO4(l)ΔH=－152 KJ/mol；（3） 工业上电解熔融的A12O3制备Al的化学方程式是2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑；电解时阳极和阴极材料均为石墨，由于石墨是惰性电极，所以电解本身不失去电子而消耗石墨，但是在阳极产生的O2在高温下与C发生反应产生CO2气体而消耗，故电解时所消耗的电极是阳极；（4）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为Al＋4OH－―3e－=== [Al(OH)4]－；②电池总反应的化学方程式为Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋3H2O ===Na[Al(OH)4]＋3Ni(OH)2。

考点：考查热化学方程式的书写、金属的冶炼原理的方程式表示、物质的消耗、原电池反应的反应原理、氧化还原反应中元素的作用及消耗的质量比的计算的知识。