(12分)(1)環(huán)境專家認(rèn)為可以用金屬鋁將水體中的NO轉(zhuǎn)化為N2,從而清除污染。該反應(yīng)中涉及的粒子有:H2O、Al、OH、Al(OH)3、NO、N2,請(qǐng)將各粒子分別填入以下空格內(nèi)(不用配平)。

該反應(yīng)過(guò)程中,被氧化與被還原的元素的物質(zhì)的量之比為           。
(2)我國(guó)首創(chuàng)的海洋電池以海水為電解質(zhì)溶液,電池總反應(yīng)為:4Al+3O2+6H2O=
4Al(OH)3。電池正極的電極反應(yīng)式為          ;正極材料采用了鉑網(wǎng),利用鉑網(wǎng)為正極的優(yōu)點(diǎn)是        
(3)已知:4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(g) △H=-2834.9kJ/mol
Fe2O3(s)+C(s)= CO2(g)+2Fe(s) △H=234.1kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ/mol
寫出鋁與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式             。
(4)將一定質(zhì)量的鈉鋁合金置于水中,合金全部溶解,得到20mol,pH=14的溶液,然后2mol/L鹽酸滴定,可得沉淀質(zhì)量與消耗的鹽酸體積關(guān)系如下圖:

則反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生氫氣的總體積為      L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

(1)NO+Al+H2O→Al(OH)3+N2+OH    5:3
(2)2H2O+O2+4e=4OH
鉑性質(zhì)穩(wěn)定不與氧氣反應(yīng),網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以增大與氧氣的接觸面積。
(3)2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)=2Fe(s)+Al2O3(s) △H=-593.1kJ/mol
(4)2.016

分析:(1)根據(jù)金屬鋁將水體中的NO3-轉(zhuǎn)化為N2,可知Al元素的化合價(jià)升高,在反應(yīng)中被氧化,N元素的化合價(jià)降低,在反應(yīng)中被還原,利用電子守恒來(lái)計(jì)算;
(2)根據(jù)電池總反應(yīng)4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3可知,Al作負(fù)極,氧氣在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),再利用鉑的性質(zhì)及網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分析其優(yōu)點(diǎn);
(3)根據(jù)已知的反應(yīng)和蓋斯定律來(lái)計(jì)算目標(biāo)反應(yīng)的反應(yīng)熱,并書寫熱化學(xué)反應(yīng)方程式;
(4)根據(jù)2Na+2H2O═2NaOH+H2↑、2Al+2H2O+2NaOH═2NaAlO2+3H2↑、NaOH+HCl═NaCl+H2O、NaAlO2+HCl+H2O═Al(OH)3↓+NaCl,結(jié)合圖象來(lái)計(jì)算金屬的物質(zhì)的量,再利用電子守恒來(lái)計(jì)算氫氣的物質(zhì)的量,最后計(jì)算其體積.
解答:解:(1)由金屬鋁將水體中的NO3-轉(zhuǎn)化為N2可知,在NO3-+Al+H2O→Al(OH)3+N2+OH-中,Al元素被氧化,N元素被還原,則被氧化與被還原的元素的物質(zhì)的量分別為x、y,由電子守恒可知,
x×(3-0)=y×(5-0),
解得x:y=5:3,
即被氧化與被還原的元素的物質(zhì)的量之比為5:3,故答案為:5:3;
(2)由電池總反應(yīng)4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3可知,Al作負(fù)極,氧氣在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),
正極反應(yīng)為2H2O+O2+4e-=4OH-
又正極材料使用鉑網(wǎng),是因鉑性質(zhì)穩(wěn)定不與氧氣反應(yīng),網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以增大與氧氣的接觸面積,
故答案為:2H2O+O2+4e-=4OH-;鉑性質(zhì)穩(wěn)定不與氧氣反應(yīng),網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以增大與氧氣的接觸面積;
(3)由①4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(g)△H=-2834.9kJ/mol,
②Fe2O3(s)+C(s)=CO2(g)+2Fe(s)△H=234.1kJ/mol,
③C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol,
根據(jù)蓋斯定律可知,①×+②-③×可得,
2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)=2Fe(s)+Al2O3(s)△H=-593.1kJ/mol,
故答案為:2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)=2Fe(s)+Al2O3(s)△H=-593.1kJ/mol;
(4)由2Na+2H2O═2NaOH+H2↑、2Al+2H2O+2NaOH═2NaAlO2+3H2↑、NaOH+HCl═NaCl+H2O、
NaAlO2+HCl+H2O═Al(OH)3↓+NaCl可知,
反應(yīng)后n(Na)=n(NaCl)=n(NaOH)+n(NaAlO2),
由圖象可知,30mL鹽酸生成沉淀最大,則n(NaCl)=n(HCl)=0.03L×2mol/L=0.06mol,
由合金全部溶解后得到20mol,pH=14的溶液,n(NaOH)=0.02L×1mol/L=0.02mol,
則n(Al)=n(NaAlO2)=0.06mol-0.02mol=0.04mol,
即合金中Na為0.06mol、Al為0.04mol,設(shè)反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量為n,
由電子守恒可知,0.06mol×1+0.04mol×3=n×2×1,
解得n=0.09mol,
所以在標(biāo)況下其體積為0.09mol×22.4L/mol=2.016L,
故答案為:2.016.
點(diǎn)評(píng):本題考查氧化還原反應(yīng)、原電池、蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱、化學(xué)反應(yīng)與圖象的計(jì)算,難度較大,知識(shí)的綜合性較高,(4)是學(xué)生解答中的難點(diǎn),注意守恒法在解題中的重要作用.
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2PbCrO4+C2H5OH+2H2SO4Cr2O3↓+2PbSO4↓+CH3CHO+O2↑+3H2O
下列說(shuō)法正確的是( 。
A.反應(yīng)中當(dāng)有2 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),有1 mol CH3CH2OH被氧化
B.反應(yīng)中PbCrO4既被氧化又被還原
C.反應(yīng)后的產(chǎn)物中CH3CHO是氧化產(chǎn)物,O2是還原產(chǎn)物
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