Question

（12分）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：

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℃、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

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

(12分)

（1） 102 g/mol (2分，数值、单位各1分)

（2） (2分，没写熔融态和冰晶石不扣分)

（3）2:1 (2分)

（4）SO3(g)＋ H2O(l) = H2SO4(l) △H= -152kJ·mol-1 (2分)

（5）①Al－3e－ + 4OH－ = AlO2－＋2H2O (2分)

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

【解析】

试题分析：（1）Al2O3的摩尔质量在数值等于相对分子质量，所以Al2O3的摩尔质量为：102 g/mol

（2）电解熔融的Al2O3生成Al和O2，所以化学方程式为：

（3）根据焙烧明矾的化学方程式可知，氧化剂和还原剂的物质的量之比=6:3=2:1.

（4）首先写出SO3与H2O反应的化学方程式并注明状态：SO3(g)＋ H2O(g) = H2SO4(l)，然后根据盖斯定律计算焓变，∆H=—1/2△H1+1/2△H2 +1/2 △H3 ＝-152kJ·mol-1，故热化学方程式为：SO3(g)＋ H2O(l) = H2SO4(l) △H= -152kJ·mol-1

（5）①Al为活泼金属，在负极上失去电子，所以电极方程式为：Al－3e－ + 4OH－ = AlO2－＋2H2O

②正极上NiO(OH)得电子转化为Ni(OH)2，可得电池总反应的化学方程式为：Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋H2O=NaAlO2＋3Ni(OH)2

考点：本题考查摩尔质量、方程式的书写、氧化还原反应、原电池原理。