Question

（15分）【化学——选修化学与技术】明矾石经处理后得到明矾[ KAl（SO₄）₂·12H₂O]。从明矾制备Al、K₂SO₄和H₂SO₄的工艺过程如下所示：

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分）；

（2）从水浸后的滤液中得到K₂SO₄晶体的方法是         （2分）；

（3）A1₂O₃在一定条件下可制得AIN，其晶体结构如图所示，该晶体中Al的配位数是    （2分）；

（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         （3分）；

（5）焙烧产生的SO₂可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa时：

2SO₂（g） +O₂（g）2SO₃（g）         △H₁= 一197 kJ/mol；

2H₂O （g）＝2H₂O（1）                   △H₂＝一44 kJ/mol；

2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）＝2H₂SO₄（l）     △H₃＝一545 kJ/mol。

则SO₃ （g）与H₂O（l）反应的热化学方程式是           （3分）；

（6）焙烧948吨明矾（M＝474g/mol ），若SO₂ 的利用率为96%，可生产质量分数为98％的硫酸    吨（3分）。

Answer

（1）S（2分） （2）蒸发结晶（2分） （3）4（2分）

（4）Al+3NiO（OH）+H2O+NaOH==NaAlO2+3Ni（OH）2（3分）

（5）SO3（g）+H2O（l）==H2SO4（l）, ΔH=-152 KJ/mol （3分） （6） 432t（3分）

【解析】

试题分析：（1）分析焙烧明矾的化学方程式：4KAl（SO4）2·12H2O+3S＝2K2SO4 +2Al2O3+9SO2+48H2O的元素变化，S由0价升高到+4价，所以S为还原剂。

（2）从K2SO4溶液中得到K2SO4晶体的方法为：蒸发结晶。

（3）根据AlN的晶胞结构示意图可以看出，一个Al周围有4个N，因此其配位数是4。

（4）该电池Al作负极，反应为Al＋4OH—-3e-＝AlO2-＋2H2O，正极反应：NiO（OH）＋e-＋H2O＝Ni（OH）2＋OH—，相加得总反应：Al+3NiO（OH）+H2O+NaOH==NaAlO2+3Ni（OH）2。

（5）首先写出SO3 （g）与H2O（l）反应的化学方程式并注明状态，然后根据盖斯定律可得ΔH＝（ΔH3-ΔH1-ΔH2）/2＝-152 kJ•mol‾1。

（6）根据关系式4KAl（SO4）2·12H2O～9H2SO4

4×474 9×98

948×96% t×98%

可得 t＝432t。

考点：考查化学流程的分析、氧化还原反应、基本操作、化学方程式的书写、晶胞的分许、热化学方程式的书写、化学计算。

考点：考查