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铝是地壳中含量最高的金属元素,其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛.(1)真空碳热还原-氯化法可实现由铝土矿制备金属铝,其相关反应的热化学方程式如下:Al2O3(s)+AlC13(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g)△H=a kJ?mol-13AlCl(g)=2Al(l)+AlC13(g)△H=b kJ?mol-1①反应Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H= kJ?mol-1(用含a、b 的代数式表示).②Al4C3是反应过程中的中间产物.Al4C3与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃) 的化学方程式为 .(2)镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料,可在氩气保护下,将一定化学计量比的Mg、Al 单质在一定温度下熔炼获得.该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al122+17H2=17MgH2+12Al.得到的混合物Y(17MgH2+12Al)在一定条件下可释放出氢气.①熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是 .②在6.0mol?L-1HCl 溶液中,混合物Y 能完全释放出H2.1mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y 与上述盐酸完全反应,释放出H2的物质的量为 .③在0.5mol?L-1NaOH 和1.0mol?L-1MgCl2溶液中,混合物Y 均只能部分放出氢气,反应后残留固体物质的X-射线衍射谱图如图1所示(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同).在上述NaOH 溶液中,混合物Y 中产生氢气的主要物质是 (填化学式).(3)铝电池性能优越,Al-AgO 电池可用作水下动力电源,其原理如图2所示.该电池反应的化学方程式为 .试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
铝是地壳中含量最高的金属元素,其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛.
(1)真空碳热还原-氯化法可实现由铝土矿制备金属铝,其相关反应的热化学方程式如下:
Al
2
O
3
(s)+AlC
13
(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g)△H=a kJ?mol
-1
3AlCl(g)=2Al(l)+AlC
13
(g)△H=b kJ?mol
-1
①反应Al
2
O
3
(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H=
kJ?mol
-1
(用含a、b 的代数式表示).
②Al
4
C
3
是反应过程中的中间产物.Al
4
C
3
与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃) 的化学方程式为
.
(2)镁铝合金(Mg
17
Al
12
)是一种潜在的贮氢材料,可在氩气保护下,将一定化学计量比的Mg、Al 单质在一定温度下熔炼获得.该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg
17
Al
12
2+17H
2
=17MgH
2
+12Al.得到的混合物Y(17MgH
2
+12Al)在一定条件下可释放出氢气.
①熔炼制备镁铝合金(Mg
17
Al
12
)时通入氩气的目的是
.
②在6.0mol?L-1HCl 溶液中,混合物Y 能完全释放出H
2
.1mol Mg
17
Al
12
完全吸氢后得到的混合物Y 与上述盐酸完全反应,释放出H
2
的物质的量为
.
③在0.5mol?L-1NaOH 和1.0mol?L
-1
MgCl
2
溶液中,混合物Y 均只能部分放出氢气,反应后残留固体物质的X
-
射线衍射谱图如图1所示(X
-
射线衍射可用于判断某晶态物
质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同).在上述NaOH 溶液中,混合物Y 中产生氢气的主要物质是
(填化学式).
(3)铝电池性能优越,Al-AgO 电池可用作水下动力电源,其原理如图2所示.该电池反应的化学方程式为
.
试题解答
见解析
(1)①将两个方程式相加即得目标方程式,焓变相应的改变;
②含氢量最高的烃为CH
4
,再根据反应物、生成物结合原子守恒写出反应方程式;
(2)①镁、铝是亲氧元素,易被氧气氧化;
②释放出的H
2
包括Mg
17
Al
12
吸收的氢,还包括镁、铝和盐酸反应生成的氢气;
③根据衍射图确定产生氢气的主要物质,第一个衍射图中铝的量较少,第二个衍射图中铝的量较多;
(3)该原电池中,铝易失去电子作负极,则银是正极,负极上铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,正极上氧化银得电子生成银,据此写出电池反应式.
(1)①根据盖斯定律,将题中所给两方程式相加得Al
2
O
3
(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g),对应的△H=(a+b)kJ?mol
-1
,
故答案???:a+b;
②含氢量最高的烃为CH
4
,根据碳原子守恒,3个碳需要结合12个H原子形成3个CH
4
,再由铝原子守恒,4个铝需要结合12个Cl形成4个AlCl
3
,所以Al
4
C
3
与HCl之间为1:12参加反应,故该反应方程式为:Al
4
C
3
+12HCl=4AlCl
3
+3CH
4
↑,故答案为:Al
4
C
3
+12HCl=4AlCl
3
+3CH
4
↑;
(2)①镁、铝都是活泼的金属单质,容易被空气中的氧气氧化,通入氩气作保护气,以防止二者被氧化
,故答案为:防止Mg Al被空气氧化;
②1molMg
17
Al
12
完全吸氢17mol,在盐酸中会全部释放出来,镁铝合金中的镁和铝都能与盐酸反应生成H
2
,生成氢气的物质的量分别为17mol、18mol,则生成氢气一共(17+17+12×
)mol=52mol,
故答案为:52;
③镁与NaOH不反应,再根据衍射谱图可知,在NaOH溶液中产生氢气的主要物质是铝,故答案为:Al;(3)铝做负极,失电子被氧化,在碱性溶液中生成NaAlO
2
,氧化银做正极,得电子被还原为Ag,电解质溶液为NaOH溶液,所以其电池反应式为:2Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO
2
+3Ag+H
2
O.
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解答题
高中
化学
镁、铝的重要化合物
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