Question

【題目】明礬石經(jīng)處理后得到明礬[KAl（SO4） 212H2O]．從明礬制備Al、K2SO4和H2SO4的工藝過(guò)程如圖1所示：
焙燒明礬的化學(xué)方程式為：4KAl（SO4） 212H2O+3S═2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）在焙燒明礬的反應(yīng)中，還原劑是 ．
（2）從水浸后的濾液中得到K2SO4晶體的方法是 ．
（3）Al2O3在一定條件下可制得AlN，其晶體結(jié)構(gòu)如圖2所示，該晶體中Al的配位數(shù)是 ．
（4）以Al和NiO（OH） 為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時(shí)NiO（OH） 轉(zhuǎn)化為Ni（OH） 2 ， 該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ．
（5）焙燒產(chǎn)生的SO2可用于制硫酸．已知25℃、101kPa時(shí)： 2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H1=﹣197kJ/mol；
H2O（g）═H2O（l）△H2=﹣44kJ/mol；
2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）═2H2SO4（l）△H3=﹣545kJ/mol．
則SO3（g） 與H2O（l） 反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 ．
焙燒948t明礬（M=474g/mol），若SO2的利用率為96%，可生產(chǎn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸t．

Answer 1

【答案】
（1）S
（2）蒸發(fā)結(jié)晶
（3）4
（4）Al+3NiO（OH）+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni（OH）2
（5）SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）△H=﹣130kJ/mol；432
【解析】解：（1）4KAl（SO4）212H2O+3S═2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O反應(yīng)硫單質(zhì)中硫元素化合價(jià)升高為+4價(jià)．硫酸根離子中硫元素化合價(jià)從+6價(jià)變化為+4價(jià)，復(fù)印紙還原劑是硫單質(zhì)； 所以答案是：S；（2）從水浸后的濾液中得到K2SO4晶體的方法是利用硫酸鉀溶解度隨溫度變化不大，可以利用蒸發(fā)溶劑方法結(jié)晶析出晶體，
所以答案是：蒸發(fā)結(jié)晶；（3）依據(jù)晶體晶胞結(jié)構(gòu)分析，結(jié)合配位數(shù)含義可知，每個(gè)鋁原子和四個(gè)單原子相連，所以鋁原子的配位數(shù)為4，
所以答案是：4；（4）以Al和NiO（OH）為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時(shí)NiO（OH）轉(zhuǎn)化為Ni（OH）2 ， 鋁做負(fù)極失電子在氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
Al+3NiO（OH）+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni（OH）2 ，
所以答案是：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
依據(jù)蓋斯定律Ⅲ﹣Ⅰ﹣2×Ⅱ得到：2SO3（g）+2H2O（l）=2H2SO4（l）△H=﹣260kJ/mol，
即反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）△H=﹣130kJ/mol，
所以答案是：SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）△H=﹣130kJ/mol；
②948 t明礬生成SO2物質(zhì)的量為4500mol 故生成硫酸的質(zhì)量m=4500×0.96×98÷0.98=432000Kg=432t，
所以答案是：432．