【題目】鋁的利用成為人們研究的熱點,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)1Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)===3AlCl(g)3CO(g);ΔH1akJ·mol1

反應(yīng)2Al2O3(s)3C(s)===2Al(l)3CO(g);ΔH2bkJ·mol1

反應(yīng)33AlCl(g)===2Al(l)AlCl3(g);ΔH3

①反應(yīng)3ΔH3_______kJ·mol1。

950℃時,鋁土礦與足量的焦炭和Cl2反應(yīng)可制得AlCl3。該反應(yīng)的化學方程式是_______。

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

①向圖1所示的等容積AB密閉容器中加入足量的Al粉,再分別充入1 mol AlCl3(g),在相同的高溫下進行反應(yīng)。圖2表示A容器內(nèi)的AlCl3(g)體積分數(shù)隨時間的變化圖,在圖2中畫出B容器內(nèi)AlCl3(g)體積分數(shù)隨時間的變化曲線。__________

1100℃時,向2 L密閉容器中通入3 mol 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________

③加入3molAlCl(g),在不同壓強下發(fā)生反應(yīng),溫度對產(chǎn)率的影響如圖3所示。此反應(yīng)選擇溫度為900℃的原因是_______________。

3)用鋁制作的快速放電鋁離子二次電池的原理如圖4所示。

①該電池充電時,陰極的電極反應(yīng)式為_____。

AlCl3NaCl的熔融鹽常用于鍍鋁電解池,電鍍時AlCl4-Al2Cl7-兩種離子在電極上相互轉(zhuǎn)化,其他離子不參與電極反應(yīng)。NaCl的作用是_____。

【答案】ba Al2O33C3Cl22AlCl33CO 900℃時,產(chǎn)率已經(jīng)較高,升高溫度產(chǎn)率增幅不大,但能耗升高,經(jīng)濟效益降低 4Al2Cl7-3e===Al7AlCl4- 生成AlCl4-Al2Cl7-增強導(dǎo)電性

【解析】

1)①已知反應(yīng)①:Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)=3AlCl(g)3CO(g);ΔH1akJ·mol1

反應(yīng)②:Al2O3(s)3C(s)=2Al(l)3CO(g)ΔH2bkJ·mol1

反應(yīng)③:3AlCl(g)=2Al(l)AlCl3(g);ΔH3

根據(jù)蓋斯定律,由②-①得反應(yīng)③3AlCl(g)=2Al(l)AlCl3(g) ΔH3=ΔH2-ΔH1= bkJ·mol1- akJ·mol1= ba kJ·mol1

950℃時,鋁土礦與足量的焦炭和Cl2反應(yīng)可制得AlCl3,同時高溫條件下生成一氧化碳,反應(yīng)的化學方程式是Al2O33C3Cl22AlCl33CO;

2)①向圖1所示的等容積A、B密閉容器中加入足量的Al粉,再分別充入1 mol AlCl3(g),在相同的高溫下進行反應(yīng)。圖2表示A容器內(nèi)的AlCl3(g)體積分數(shù)隨時間的變化圖,B容器內(nèi)體積可變,正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),隨著反應(yīng)的進行氣體總量增大,相對于容器A則容器B壓強減小,反應(yīng)速率減慢且平衡向氣體體積增大的正反應(yīng)方向移動,平衡時AlCl3(g)的體積分數(shù)減小,在圖2中畫出B容器內(nèi)AlCl3(g)體積分數(shù)隨時間的變化曲線如下:;

1100℃時,向2 L密閉容器中通入3 mol 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%,根據(jù)三段式有:

3AlCl(g)=2Al(l)AlCl3(g)。

開始時濃度(mol/L1.5 0

改變的濃度(mol/L1.2 0.4

平衡時濃度(mol/L0.3 0.4

則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K;

③加入3molAlCl(g),在不同壓強下發(fā)生反應(yīng),溫度對產(chǎn)率的影響如圖3所示。反應(yīng)選擇溫度為900℃的原因是900℃時,產(chǎn)率已經(jīng)較高,升高溫度產(chǎn)率增幅不大,但能耗升高,經(jīng)濟效益降低;

3)①電池充電時,陰極上Al2Cl7-得電子產(chǎn)生鋁和AlCl4-,電極反應(yīng)式為4Al2Cl7-3e===Al7AlCl4-;

AlCl3NaCl的熔融鹽常用于鍍鋁電解池,電鍍時AlCl4-Al2Cl7-兩種離子在電極上相互轉(zhuǎn)化,NaCl的作用是生成AlCl4-Al2Cl7-增強導(dǎo)電性,其他離子不參與電極反應(yīng)。

練習冊系列答案
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【題目】三種氣體XY、Z的相對分子質(zhì)量關(guān)系為Mr(X) < Mr(Y)= 0.5Mr(Z),下列說法正確的是()

A.原子數(shù)目相等的三種氣體,質(zhì)量最大的是Z

B.相同條件下,同質(zhì)量的三種氣體,氣體密度最小的是X

C.若一定條件下,三種氣體體積均為2.24 L,則它們的物質(zhì)的量一定均為0.1 mol

D.同溫下,體積相同的兩容器分別充2gY氣體和1gZ氣體,則其壓強比為21

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A48g碳完全燃燒放出熱量為1574 kJ/mol

B2C(s)+O2(g) 2CO(g) H=-221.0kJ/mol

C.2CO2(g) 2CO(g)+O2(g) H=+283.0kJ/mol

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A. (g)的能量一定大于丙(g)的能量

B. 該反應(yīng)不需要加熱

C. 1 mol(g)2 mol(g)的總能量高于1 mol(g)1 mol(g)的總能量

D. 在一密閉容器中充入1 mol (g)2 mol (g),在一定條件下反應(yīng)放出的熱量為a kJ

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A. Al(s)與O3(g)反應(yīng)的熱化學方程式為2Al(s)+O3(g)Al2O3(s) ΔH =-1559.5 kJ·mol-1

B. 等質(zhì)量的O2比O3的能量低

C. 1 mol O2完全轉(zhuǎn)化為O3,需吸收142 kJ的熱量

D. 給3O2(g)2O3(g)的平衡體系加熱,有利于O3的生成

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【題目】配制溶液;卮鹣铝袉栴}:

(1)需要固體NaCl________g。

(2)配制操作中,一定用不到的玻璃儀器是________填選項字母。還缺少的玻璃儀器是________

A.燒杯 膠頭滴管 玻璃棒 分液漏斗

(3)若容量瓶中有少量蒸餾水,所配溶液的濃度將________偏大、偏小無影響,下同;若定容時仰視加水至刻度線,所配溶液的濃度將________。

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【題目】錳元素的化合物在多個領(lǐng)域中均有重要應(yīng)用。

1Mn2基態(tài)核外電子排布式為________,SO42-S原子軌道的雜化類型為________

2)二價錳的3種離子化合物的熔點如下表:

物質(zhì)

MnCl2

MnS

MnO

熔點

650

1610

2800

上表3種物質(zhì)中晶格能最大的是________。

3)某錳氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,該氧化物的化學式為________。

4)在化合物K3[Mn(CN)6]中,微粒之間存在的作用力有________(填字母)

a. 離子鍵 b. 共價鍵 c. 配位鍵 d. 氫鍵

5)制備LiMn2O4的實驗過程如下:將MnO2Li2CO341的物質(zhì)的量之比配料,球磨35 h,然后升溫,高溫加熱,保溫24 h,冷卻至室溫。寫出該反應(yīng)的化學方程式:____________。

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A. 加熱裝置Ⅰ中的燒杯分離I2和高錳酸鉀固體

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【題目】某課外小組分別用下圖所示裝置對原電池和電解原理進行實驗探究。

請回答:

I.用圖1所示裝置進行第一組實驗。

1)在保證電極反應(yīng)不變的情況下,不能替代Cu做電極的是_________(填字母序號)。

A.鋁

B.石墨

C.銀

D.鉑

2N極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為____________________。

3)實驗過程中,SO42-_________(填從左向右從右向左)移動;

濾紙上能觀察到的現(xiàn)象有___________________。

II.用圖2所示裝置進行第二組實驗。實驗過程中,兩極均有氣體產(chǎn)生,Y極區(qū)溶液逐漸變成紫紅色;停止實驗,鐵電極明顯變細,電解液仍然澄清。查閱資料發(fā)現(xiàn),高鐵酸根(FeO42-)在溶液中呈紫紅色。

4)電解過程中,X極區(qū)溶液的pH___________(填增大、減小不變)。電解過程中,Y極發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O _______________。

5)若在X極收集到672 mL氣體,在Y極收集到168 mL氣體(均已折算為標準狀況時氣體體積),則Y電極(鐵電極)質(zhì)量減少________g。

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