Question

19．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(guò)程如圖1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(wèn)題：
（1）在焙燒明礬的反應(yīng)中，還原劑是S．
（2）本工藝的產(chǎn)品Al可以與CuO發(fā)生鋁熱反應(yīng)而得到Cu．金屬晶體銅的原子堆積方式是面心立方最密堆積；銅與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$CuSO₄+2SO₂↑+2H₂O．
（3）A1₂O₃在一定條件下可制得AIN，其晶體結(jié)構(gòu)如圖2所示，該晶體中Al的配位數(shù)是4
（4）將SO₂通入氨水與BaCl₂的混合溶液中，可產(chǎn)生白色沉淀（不考慮溶液中溶解的氧），寫(xiě)出該反應(yīng)的總離子方程式是2NH₃+SO₂+H₂O+Ba²⁺=BaSO₃↓+2NH₄⁺
或2NH₃•H₂O+SO₂+Ba²⁺=BaSO₃↓+2 H₂O+2NH₄⁺．
（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=一197kJ/mol；
H₂O （g）=H₂O（1）△H₂=一44kJ/mol；
2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）=2H₂SO₄（l）△H₃=一545kJ/mol．
則SO₃ （g）與H₂O（l）反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-130kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)化學(xué)方程式中元素化合價(jià)變化分析判斷，元素化合價(jià)升高的做還原劑發(fā)生氧化反應(yīng)；
（2）在金屬晶體的最密堆積中，對(duì)于每個(gè)原子來(lái)說(shuō)，在其周?chē)�的原子有與之同一層上有六個(gè)原子和上一層的三個(gè)及下一層的三個(gè)，故每個(gè)原子周?chē)�都�?2個(gè)原子與之相連；
（3）配位化合物中直接和中心原子（或離子）相聯(lián)系的配位原子的數(shù)目；
（4）氨水和二氧化硫、氯化鋇溶液之間會(huì)發(fā)生反應(yīng)得到亞硫酸鋇沉淀；
（5）利用蓋斯定律，將熱化學(xué)方程式進(jìn)行運(yùn)算，（③-①+②）×$\frac{1}{2}$計(jì)算反應(yīng)的焓變，得到SO₃ （g）與H₂O（l）反應(yīng)的熱化學(xué)方程式．

解答 解；（1）4KAl（SO₄）₂•12H₂O+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)，還原劑是硫單質(zhì)，
故答案為：S；
（2）在金屬晶體的最密堆積中，對(duì)于每個(gè)原子來(lái)說(shuō)，在其周?chē)�的原子有與之同一層上有六個(gè)原子和上一層的三個(gè)及下一層的三個(gè)，故每個(gè)原子周?chē)�都�?2個(gè)原子與之相連，對(duì)于銅原子也是如此，屬于面心立方最密堆積，銅與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$CuSO₄+2SO₂↑+2H₂O．
故答案為：面心立方最密堆積；Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$CuSO₄+2SO₂↑+2H₂O；
（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，
故答案為：4；
（4）氨水和二氧化硫、氯化鋇溶液之間會(huì)發(fā)生反應(yīng)得到亞硫酸鋇沉淀，發(fā)生反應(yīng)為：2NH₃+SO₂+H₂O+Ba²⁺=BaSO₃↓+2NH₄⁺或2NH₃•H₂O+SO₂+Ba²⁺=BaSO₃↓+2 H₂O+2NH₄⁺，故答案為：2NH₃+SO₂+H₂O+Ba²⁺=BaSO₃↓+2NH₄⁺或2NH₃•H₂O+SO₂+Ba²⁺=BaSO₃↓+2 H₂O+2NH₄⁺；
（5）2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H₁=一197kJ/mol ①
2H₂O （g）=2H₂O（1）△H₂=-44kJ/mol ②
2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）=2H₂SO₄（l）△H₃=一545kJ/mol③
利用蓋斯定律：（③-①+②）×$\frac{1}{2}$得SO₃ （g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-130kJ/mol，
故答案為：SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-130kJ/mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氧化還原反應(yīng)概念分析判斷，晶體結(jié)構(gòu)的理解分析，原電池反應(yīng)的實(shí)質(zhì)應(yīng)用，熱化學(xué)方程式和蓋斯定律的計(jì)算，元素守恒的計(jì)算應(yīng)用，題目難度中等．