Question

Ⅰ、鋁是地殼中含量最高的金屬元素，其單質(zhì)及其合金在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用十分廣泛．
（1）金屬鋁的生產(chǎn)是以Al₂O₃為原料，與冰晶石（Na₃AlF₆）在熔融狀態(tài)下進(jìn)行電解，則化學(xué)方程式為：

 

．其電極均由石墨材料做成，則電解時不斷消耗的電極是

 

（填“陰極”或“陽極”）．
（2）對鋁制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命．以處理過的鋁材為陽極，在H₂SO₄溶液中電解，鋁材
表面形成氧化膜，陽極反應(yīng)式為

 

．
（3）鋁電池性能優(yōu)越，Al-Ag₂O電池可用作水下動力電源，化學(xué)反應(yīng)為2Al+3Ag₂O+2NaOH+3H₂O═2Na[Al（OH）₄]+6Ag，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為

 

，正極附近溶液的pH

 

（填“變大”、“不
變”或“變小”）．
Ⅱ、氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用．
（1）圖是在一定溫度和壓強(qiáng)下N₂和H₂反應(yīng)生成1molNH₃過程中能量變化示意圖，請寫出合成氨的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：

 

（△H的數(shù)值用含字母a、b的代數(shù)式表示）．
（2）工業(yè)合成氨的反應(yīng)為
N₂（g）+3H₂（g）

催化劑

高溫高壓

2NH₃（g）．
在一定溫度下，將一定量的N₂和H₂通入到體積為1L的密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變下列條件，能使平衡向正反應(yīng)方向移動且平衡常數(shù)不變的是

 

．
A．增大壓強(qiáng)       B．增大反應(yīng)物的濃度       C．使用催化劑      D．降低溫度
Ⅲ、鐵及其化合物在生活、生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用．請回答下列問題：
（1）黃鐵礦（FeS₂）是生產(chǎn)硫酸和冶煉鋼鐵的重要原料．其中一個反應(yīng)為：
3FeS₂+8O₂

高溫  .

6SO₂+Fe₃O₄，有3mol FeS₂參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移

 

mol電子；
（2）氯化鐵溶液稱為化學(xué)試劑中的“多面手”，寫出SO₂通入氯化鐵溶液中反應(yīng)的離子方程式：

 

．

Answer 1

分析：Ⅰ、（1）以Al₂O₃為原料，與冰晶石（Na₃AlF₆）在熔融狀態(tài)下進(jìn)行電解生成鋁和氧氣；陽極上生成氧氣消耗電極石墨；
（2）以處理過的鋁材為陽極，在H₂SO₄溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極反應(yīng)為鋁失電子生成氧化鋁，依據(jù)電極反應(yīng)和電荷守恒分析；
（3）依據(jù)電池反應(yīng)分析元素化合價變化，負(fù)極是鋁失電子在堿溶液中生成四羥基合鋁酸鈉，正極氧化銀得到電子生成銀依據(jù)堿性環(huán)境分析正極附近生成氫氧根離子；
Ⅱ、（1）由圖求出N₂和H₂反應(yīng)生成1molNH₃的反應(yīng)熱，再根據(jù)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫解答；
（2）依據(jù)化學(xué)平衡移動原理分析判斷，化學(xué)平衡常數(shù)隨溫度變化；
Ⅲ、（1）依據(jù)化學(xué)方程式和元素化合價變化分析計算電子轉(zhuǎn)移；
（2）氯化鐵具有氧化性和二氧化硫反應(yīng)生成硫酸和氯化亞鐵，依據(jù)電荷守恒和原子守恒寫出離子方程式．

解答：解：Ⅰ、（1）以Al₂O₃為原料，與冰晶石（Na₃AlF₆）在熔融狀態(tài)下進(jìn)行電解生成鋁和氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al₂O₃

Na3AlF6高溫  .

4Al+3O₂；陽極上生成氧氣消耗電極石墨，
故答案為：2Al₂O₃

Na3AlF6高溫  .

4Al+3O₂ ；陽極；
（2）對鋁制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命．以處理過的鋁材為陽極，在H₂SO₄溶液中電解，鋁材面形成氧化膜，鋁失電子生成氧化鋁，反應(yīng)的陽極電極反應(yīng)為：2Al+3H₂O-6e^-=Al₂O₃+6H⁺，
故答案為：2Al+3H₂O-6e^-=Al₂O₃+6H⁺；
（3）化學(xué)反應(yīng)為2Al+3Ag₂O+2NaOH+3H₂O═2Na[Al（OH）₄]+6Ag，負(fù)極是鋁失電子在堿溶液中生成四羥基合鋁酸鈉，則負(fù)極的電極反應(yīng)式：Al+4OH^--3e^-=[Al（OH）₄^-]，
故答案為：Al+4OH^--3e^-=[Al（OH）₄^-]；
Ⅱ、（1）由圖可知，N₂和H₂反應(yīng)生成1molNH₃放出的熱量為（b-a）kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-2（b-a）kJ?mol^-1，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-2（b-a）kJ?mol^-1；
（2）一定溫度下，將一定量的N₂和H₂通入到體積為1L的密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變下列條件，能使平衡向正反應(yīng)方向移動且平衡常數(shù)不變的是：
A．增大壓強(qiáng)，平衡正向進(jìn)行，但平衡常數(shù)不變，故A符合；
B．增大反應(yīng)物的濃度，平衡正向進(jìn)行，平衡常數(shù)不變，故B符合；
C．使用催化劑不能改變平衡，平衡不動，平衡常數(shù)不變，故C不符合；
D．反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度平衡向放熱反應(yīng)方向進(jìn)行，平衡正向進(jìn)行，平衡常數(shù)增大，故D不符合；
故選AB；
Ⅲ、（1）3FeS₂+8O₂

高溫  .

6SO₂+Fe₃O₄，有3mol FeS₂參加反應(yīng)，電子轉(zhuǎn)移為8×2×2=32mol，故答案為：32；
（2）二氧化硫通入氯化鐵溶液中發(fā)生反應(yīng)，二氧化硫被氧化為硫酸，氯化鐵被還原為氯化亞鐵，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．

點評：本題考查了原電池、電解原理分析判斷，化學(xué)平衡移動原理應(yīng)用，平衡常數(shù)的概念分析判斷，氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移數(shù)計算方法，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．