【題目】鋁的利用成為人們研究的熱點(diǎn),是新型電池研發(fā)中重要的材料。

(1)通過以下反應(yīng)制備金屬鋁。

反應(yīng)I: Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g) ΔH1=akJ·mol-1

反應(yīng)Ⅱ:Al2O3(s)+3C(s) =2Al(g)+3CO(g) ΔH2=bkJ·mol-1

反應(yīng)Ⅲ:3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g) ΔH3

①反應(yīng)Ⅲ的△H3=____kJ/mol

950℃時(shí),鋁土礦(Al2O3)與足量的焦炭和C12反應(yīng)可制得AlCl3。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 _____________________________

(2)在高溫條件下進(jìn)行反應(yīng):2Al(l)+AlCl3 (g)3AlCl(g)

①向圖1所示的起始容積相等的兩個(gè)密閉容器A、B中加入足量的Al粉,再分別充入1molAICl3 (g),在相同的高溫下進(jìn)行反應(yīng)。圖2表示A容器內(nèi)的AlC13(g)體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化圖,在圖2中畫出 B容器內(nèi)AlCl3 (g)體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化曲線____________

1 100℃時(shí),向2L密閉容器中通入3mol AlCl(g),發(fā)生反應(yīng):3AlCl(g)2Al(l)+AlCl3 (g)。已知該溫度下AlCl(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為80%,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= ___。在反應(yīng)達(dá)到平衡后,再加入1molAlCl(g),重新達(dá)到平衡時(shí)AlCl(g)的平衡轉(zhuǎn)化率將 ___(填“增大”“減小”或“不變”)。

③加入3 mol AlCl(g),在不同壓強(qiáng)下發(fā)生反應(yīng),溫度對產(chǎn)率的影響如圖3所示。則此反應(yīng)選擇溫度為 _____________________

(3)鋁可以用來制作快速放電鋁離子二次電池,該電池以金屬鋁和石墨為電極,用AlCl4-、Al2Cl2-和有機(jī)陽離子組成電解質(zhì)溶液,其工作原理如圖4所示。

①該電池放電時(shí),AlCl4- ___(填“鋁電極”或“石墨電極”)方向移動(dòng)。

②該電池充電時(shí),陰極的電極反應(yīng)式為____

【答案】b-a Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO 增大 900℃ 鋁電極 4+3e-==Al+7

【解析】

(1)反應(yīng)I: Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g) ΔH1=akJ·mol-1

反應(yīng)Ⅱ:Al2O3(s)+3C(s) =2Al(g)+3CO(g) ΔH2=bkJ·mol-1

反應(yīng)Ⅲ:3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g) ΔH3

①利用蓋斯定律,將反應(yīng)Ⅱ-反應(yīng)I,即得反應(yīng)Ⅲ的△H3。

950℃時(shí),鋁土礦(Al2O3)與足量的焦炭和C12反應(yīng)可制得AlCl3CO,由此寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。

(2)①隨著反應(yīng)的進(jìn)行,壓強(qiáng)不斷減小,容器B相當(dāng)于A減小壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),AlCl3 (g)的體積分?jǐn)?shù)減小,所以BA進(jìn)行比較,達(dá)平衡的時(shí)間長,AlCl3 (g)的體積分?jǐn)?shù)小。

②已知該溫度下AlCl(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為80%,求出平衡濃度,即可求出該反應(yīng)的平衡常數(shù)K。在反應(yīng)達(dá)到平衡后,再加入1molAlCl(g),相當(dāng)于加壓,平衡正向移動(dòng)。

③從圖中可以看出,溫度達(dá)900℃時(shí),產(chǎn)率基本恒定。

(3)從圖中可以看出,鋁為負(fù)極,石墨為正極。

①該電池放電時(shí),陰離子向負(fù)極移動(dòng),由此確定AlCl4-移動(dòng)的方向。

②該電池充電時(shí),陰極得電子,生成Al

(1)反應(yīng)I: Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g) ΔH1=akJ·mol-1

反應(yīng)Ⅱ:Al2O3(s)+3C(s) =2Al(g)+3CO(g) ΔH2=bkJ·mol-1

反應(yīng)Ⅲ:3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g) ΔH3

①利用蓋斯定律,將反應(yīng)Ⅱ-反應(yīng)I,即得反應(yīng)Ⅲ:3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g)H3=(b-a) kJ·mol-1。答案為:b-a;

950℃時(shí),鋁土礦(Al2O3)與足量的焦炭和C12反應(yīng)可制得AlCl3CO,由此寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO。答案為:Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO;

(2)①隨著反應(yīng)的進(jìn)行,壓強(qiáng)不斷減小,容器B相當(dāng)于A減小壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),AlCl3 (g)的體積分?jǐn)?shù)減小,所以BA進(jìn)行比較,達(dá)平衡的時(shí)間長,AlCl3 (g)的體積分?jǐn)?shù)小。由此得到圖象為。答案為:;

②對于反應(yīng)3AlCl(g)2Al(l)+AlCl3 (g),設(shè)起始時(shí), n(AlCl)=3mol,已知該溫度下AlCl(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為80%,則平衡濃度c(AlCl)=(3mol-3mol×80%)÷2L=0.3mol/Lc(AlCl3)= 0.4mol/L,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K==。在反應(yīng)達(dá)到平衡后,再加入1molAlCl(g),相當(dāng)于加壓,平衡正向移動(dòng),重新達(dá)到平衡時(shí)AlCl(g)的平衡轉(zhuǎn)化率將增大。答案為:;增大;

③從圖中可以看出,溫度達(dá)900℃時(shí),產(chǎn)率基本恒定,所以此反應(yīng)選擇溫度為900℃。答案為:900℃;

(3)從圖中可以看出,鋁為負(fù)極,石墨為正極。

①該電池放電時(shí),陰離子向負(fù)極移動(dòng),由此確定AlCl4-向鋁電極移動(dòng)。答案為:鋁電極;

②該電池充電時(shí),陰極得電子,生成Al,電極反應(yīng)式為4+3e- ==Al+7。答案為:4+3e- ==Al+7。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在實(shí)驗(yàn)室中,用下圖所示裝置(尾氣處理裝置略去)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),將①中液體逐滴滴入到②中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測的現(xiàn)象一致的是

選項(xiàng)

①中的物質(zhì)

②中的物質(zhì)

預(yù)測②中的現(xiàn)象

A

氫氧化鈉

明礬溶液

開始時(shí)即產(chǎn)生白色沉淀

B

濃硫酸

銅片

產(chǎn)生無色氣體,溶液變藍(lán)

C

濃硝酸

用砂紙打磨過的鋁條

產(chǎn)生紅棕色氣體

D

稀鹽酸

碳酸鈉與氫氧化鈉的混合溶液

開始時(shí)無明顯現(xiàn)象

A.AB.BC.CD.D

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】可逆反應(yīng):3A(g)3B(?)+C(?)-Q(Q>0). 隨著溫度升高,氣體平均相對分子質(zhì)量有變小趨勢,則下列判斷正確的是

A.BC可能都是固體B.BC一定都是氣體

C.C為固體,則B一定是氣體D.BC可能都是氣體

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】圖為氫氧燃料電池的裝置示意圖,下列說法正確的是

A. 該裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

B. 通入氧氣的電極為負(fù)極

C. 電子由電極B經(jīng)導(dǎo)線流向電極A

D. 正極反應(yīng)式為:H2 – 2e- = 2H+

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】Fenton法是用于水體中有機(jī)污染物降解的高級氧化技術(shù),反應(yīng)原理如圖所示。電解產(chǎn)生的H2O2Fe2+發(fā)生反應(yīng)生成的羥基自由基(OH)能氧化降解有機(jī)污染物。下列說法錯(cuò)誤的是

A.電源的A極為負(fù)極

B.每消耗2. 24 LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),整個(gè)電解池中理論上可產(chǎn)生的OH0.2 mol

C.與電源B極相連電極的電極反應(yīng)式為:H2O-e-=H++OH

D.H2O2Fe2+發(fā)生的反應(yīng)方程式為:H2O2+Fe2+=Fe(OH)2++OH

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某;瘜W(xué)學(xué)習(xí)小組利用如圖裝置來制取乙酸乙酯。

I.實(shí)驗(yàn)過程:向試管a中加入碎瓷片,3mL乙醇,然后邊振蕩試管邊慢慢加入2mL濃硫酸,最后加入2mL乙酸,按圖連接好裝置,用酒精燈緩慢加熱,將產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)導(dǎo)管通到b試管中的液面上。

II. 已知化學(xué)方程式:CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O

III.查閱資料得知:乙酸乙酯不溶于水,密度比水小,且有香味

請回答下列問題:

1)試管a中加入碎瓷片,其作用是_____(填字母代號)。

A.加快化學(xué)反應(yīng)速率 B.防止溶液暴沸

2)試管b中的溶液是_____(填字母代號)。

A飽和碳酸鈉溶液 B.飽和氫氧化鈉溶液

3)實(shí)驗(yàn)完畢后,將b試管中的液體充分振蕩,靜置后,溶液分為兩層。

①乙酸乙酯在________(填“上層”或“下層”)。

②常用________操作將兩層液體分離(填“過濾”或“分液”)。

4)實(shí)驗(yàn)中加入乙酸的質(zhì)量為2.1g,其中60%的乙酸發(fā)生酯化反應(yīng),則得到乙酸乙酯的質(zhì)量為______g(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】鎢是高熔點(diǎn)金屬,工業(yè)上用主要成分為FeWO4MnWO4的黑鎢鐵礦與純堿共熔冶煉鎢的流程如下,下列說法不正確的是(

A.將黑鎢鐵礦粉碎的目的是增大反應(yīng)的速率

B.共熔過程中空氣的作用是氧化Fe(II)Mn(II)

C.操作II是過濾、洗滌、干燥,H2WO4難溶于水且不穩(wěn)定

D.在高溫下WO3被氧化成W

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】以銀精礦(主要成分為Ag2S)為原料采用預(yù)氧化濕法提銀工藝流程如下:

(1)N2H4的電子式為________________________。

(2)“分離轉(zhuǎn)化時(shí),Ag2S轉(zhuǎn)化為AgClS的化學(xué)方程式為______________(ClO3-還原為Cl- );為提高Ag2S的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是_____________(列舉2)。已知:Ksp(Ag2S)=1. 6×10-49 ,Ksp(AgCl)=2. 0×10-10 ,若不加KClO3,直接加氯化物,依據(jù)反應(yīng)Ag2S+2Cl-2AgCl+S2- ,能否實(shí)現(xiàn)其較完全轉(zhuǎn)化?并說明理由:________________

(3)“浸銀時(shí),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________。

(4)“還原時(shí),2[ Ag(SO3)2]3- +N2H4+2OH -=2Ag↓+4SO32- +N2↑+H2↑+ 2H2O,該反應(yīng)每生成1 mol Ag轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為___________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】燒杯A中盛放0.1mol/LH2SO4溶液,燒杯B中盛放0.1mol/L的的CuCl2溶液(兩種溶液均足量),組成的裝置如圖所示。下列說法不正確的是(

A.A為原電池,B為電解池

B.A為電解池,B為原電池

C.當(dāng)A燒杯中產(chǎn)生0.1mol氣體時(shí),B燒杯中產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量也為0.1mol

D.經(jīng)過一段時(shí)間,B燒杯中溶液的濃度減小

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案