Question

明礬石經(jīng)處理后得到明礬[KAl（SO4）2·12H2O]。從明礬制備Al、K2SO4和H2SO4的工藝過程如下所示：

焙燒明礬的化學(xué)方程式為：4KAl（SO4）2·12H2O＋3S=2K2SO4＋2Al2O3＋9SO2↑＋48H2O

請(qǐng)回答下列問題：

（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)如右圖所示，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℃、101 kPa時(shí)：

2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH1＝－197 kJ/mol；

H2O（g）=H2O（l）　ΔH2＝－44 kJ/mol；

2SO2（g）＋O2（g）＋2H2O（g）=2H2SO4（l）　ΔH3＝－545 kJ/mol。

則SO3（g）與H2O（l）反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是________。焙燒948 t明礬（M＝474 g/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

（1）S（硫）�。�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）　ΔH＝－130 kJ/mol　432

【解析】 結(jié)合流程圖，根據(jù)物質(zhì)的溶解性去分析解決問題。（1）根據(jù)焙燒明礬的化學(xué)方程式中各元素的化合價(jià)可知，明礬中部分硫元素的化合價(jià)降低，而硫單質(zhì)在反應(yīng)中元素的化合價(jià)升高，故還原劑為單質(zhì)硫。（2）從濾液中得到晶體的方法為蒸發(fā)結(jié)晶。（3）由圖中的晶體結(jié)構(gòu)可以看出每個(gè)Al原子的周圍距離相等且最近的N原子有4個(gè)，故其配位數(shù)為4。（4）放電時(shí)Al作負(fù)極，失電子被氧化，NiO（OH）在正極得電子，反應(yīng)的方程式為Al＋3NiO（OH）＋NaOH＋H2O=NaAlO2＋3Ni（OH）2。（5）給題中的三個(gè)熱化學(xué)方程式分別編號(hào)為①、②、③，根據(jù)蓋斯定律由（③－①）－②可得到目標(biāo)熱化學(xué)方程式；設(shè)可生成硫酸的質(zhì)量為x噸，據(jù)題意列式得到××96%＝，故x＝432。

點(diǎn)撥：知識(shí)：氧化還原反應(yīng)、實(shí)驗(yàn)基本操作、原子配位數(shù)、原電池電池反應(yīng)方程式、熱化學(xué)方程式。能力：考查考生框圖推斷能力、讀圖識(shí)圖分析圖像能力、知識(shí)應(yīng)用能力。試題難度：較大。