Question

17．離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系，由有機(jī)陽(yáng)離子、Al₂Cl₇^-和AlCl₄^-組成的離子液體作電解液時(shí)，可在鋼制品上電鍍鋁．
（1）鋼制品應(yīng)接電源的負(fù)極．若改用AlCl₃水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為H₂ ．
（2）為測(cè)定鍍層厚度，用NaOH溶液溶解鋼制品表面的鋁鍍層，當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)移6mol電子時(shí)，所得還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為3mol．
（3）用鋁粉和Fe₂O₃做鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，化學(xué)方程式為2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，需要的試劑還有bd．
a．KCl      b．KClO₃    c．MnO₂    d．Mg
取少量鋁熱反應(yīng)所得到的固體混合物，將其溶于足量稀H₂SO₄，滴加KSCN溶液無(wú)明顯現(xiàn)象，不能（填“能”或“不能”）說(shuō)明固體混合物中無(wú)Fe₂O₃，理由是Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺（用離子方程式說(shuō)明）．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)電鍍?cè)�理可知，鋼鐵上鍍鋁是利用鋁做陽(yáng)極，鋼鐵做陰極，由有機(jī)陽(yáng)離子、Al₂Cl₇^-和AlCl₄^-組成的離子液體做電解液來(lái)實(shí)現(xiàn)，改用AlCl₃水溶液作電解液是溶液中氫離子在陰極放電生成氫氣；
（2）依據(jù)氯和氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式分析判斷，還原產(chǎn)物為氫氣；
（3）鋁熱反應(yīng)需要引發(fā)劑引發(fā)高溫反應(yīng)，用少量氯酸鉀和鎂條引發(fā)，點(diǎn)燃鎂條燃燒放熱使氯酸鉀分解生成氧氣助燃產(chǎn)生反應(yīng)引發(fā)所需要的溫度；鋁熱反應(yīng)所得的固體混合物，將其溶于足量H₂SO₄，滴加KSCN溶液無(wú)明顯現(xiàn)象，說(shuō)明無(wú)鐵離子，但不能說(shuō)明固體中不含氧化鐵，因?yàn)殇X熱反應(yīng)生成鐵，溶解于硫酸中鐵可以還原鐵離子為亞鐵離子分析書(shū)寫(xiě)離子方程式．

解答 解：（1）依據(jù)電鍍?cè)�理分析，鋼鐵上鍍鋁是利用鋁做陽(yáng)極與電源正極相連，鋼鐵做陰極與電源負(fù)極相連，由有機(jī)陽(yáng)離子、Al₂Cl₇^-和AlCl₄^-組成的離子液體做電解液來(lái)實(shí)現(xiàn)，離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系，電鍍過(guò)程中不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽(yáng)離子不參與電極反應(yīng)，則陰極反應(yīng)生成鋁是發(fā)生的還原反應(yīng)，鋁元素化合價(jià)降低，分析離子液體成分，結(jié)合電荷守恒分析可知是Al₂Cl₇^-得到電子生成，電極反應(yīng)為：4Al₂Cl₇^-+3e^-=Al+7AlCl₄^-，改用AlCl₃水溶液作電解液是溶液中氫離子在陰極放電生成氫氣，2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：負(fù)；H₂ ；
（2）依據(jù)鋁和氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式分析，2Al+2NaOH+6H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑+4H₂O，還原產(chǎn)物為氫氣，當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)移6mol電子時(shí)，所得還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為3mol；
故答案為：3；
（3）鋁熱反應(yīng)需要引發(fā)劑引發(fā)高溫反應(yīng)，用少量氯酸鉀和鎂條引發(fā)，點(diǎn)燃鎂條燃燒放熱使氯酸鉀分解生成氧氣助燃產(chǎn)生反應(yīng)引發(fā)所需要的溫度，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，鋁熱反應(yīng)所得的固體混合物，將其溶于足量H₂SO₄，滴加KSCN溶液無(wú)明顯現(xiàn)象，說(shuō)明無(wú)鐵離子，但不能說(shuō)明固體中不含氧化鐵，因?yàn)殇X熱反應(yīng)生成鐵，溶解于硫酸中鐵可以還原鐵離子為亞鐵離子，離子方程式為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，F(xiàn)e+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
故答案為：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃；bd；不能；Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解原理的分析應(yīng)用鋁熱反應(yīng)原理分析，氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移計(jì)算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．