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(14分)聚合氯化鋁是一種新型凈水劑,其中鋁的總濃度(用AlT表示)包括三類‘“主要為Al3+的單體形態(tài)鋁總濃度(用Ala表示);主要為[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+的中等聚合形態(tài)鋁總濃度(用Alb表示)和Al(OH)3膠體形態(tài)鋁總濃度(用A1c表示)。

(1)一定條件下,向1.0 mol/LAlCl3溶液中加入0.6 mol/L的NaOH溶液,可制得Alb含量約為86%的聚合氯化鋁溶液。寫出生成[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+的離子方程式:_____________________。

(2)用膜蒸餾(簡稱MD)濃縮技術將聚合氯化鋁溶液進行濃縮,實驗過程中不同濃度聚合氯化鋁中鋁形態(tài)分布(百分數)如下表:

AlT/(mol·L-1)

Ala/%

Alb/%

A1c/%

0.208

1.4

86.6

12.0

0.489

2.3

86.2

11.5

0.884

2.3

88.1

9.6

1.613

3.1

87.0

9.9

2.520

4.5

88.2

7.3

①在一定溫度下,AlT越大,pH(填“越大”、“越小”或“不變”)。

②如將AlT = 2.520 mol·L-1的聚合氯化鋁溶液加水稀釋,則稀釋過程中主要發(fā)生反應的離子方程式: 。

③膜蒸餾料液溫度對鋁聚合形態(tài)百分數及鋁的總濃度的影響如圖20—1。當T>80℃時,AlT顯著下降的原因是 。

(3)真空碳熱還原一氧化法可實現由鋁土礦制備金屬鋁,相關反應的熱化學方程式如下:

①Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s) = 3AlCl(g)+3CO(g)△H1 = a kJ·mol-1

②3AlCl(g) = 2Al(l)+ AlCl3(g)△H2 = b kJ·mol-1

則反應Al2O3(s)+ 3C(s) = 2Al(l)+ +3CO(g)△H = kJ·mol-1(用含a、b的代數式表示)。反應①常壓下在1900℃的高溫下才能進行,說明△H 0(填“>”“=”或“<”)。

(4)一種鋁空氣電池結構如圖20-2所示,寫出該電池正極的電極反應式。

 

(1)13Al3++32OH-+8H2O=[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+;(2)①減;②Al3++3H2O=Al(OH)3(膠體)+3H+;

③溫度升高,水解程度加大,產生氫氧化鋁沉淀;(3)a+b;>;(4)O2+2H2O+4e-=4OH-。

【解析】

試題分析:(1)根據題意結合原子守恒、電荷守恒可得生成[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+的離子方程式:13Al3++32OH-+8H2O=[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+;(2)①在一定溫度下,AlT越大,Ala%越大,Alc%越小,所以pH減。虎谌鐚lT = 2.520 mol·L-1的聚合氯化鋁溶液加水稀釋,則稀釋過程中主要發(fā)生反應的離子方程式:Al3++3H2O=Al(OH)3(膠體)+3H+;③膜蒸餾料液溫度對鋁聚合形態(tài)百分數及鋁的總濃度的影響如圖所示。當T>80℃時,AlT顯著下降的原因是溫度升高,水解程度加大,產生氫氧化鋁沉淀;(3)①+②整理可得Al2O3(s)+ 3C(s) = 2Al(l)+ +3CO(g) △H =△H1+△H2 =-(a+b)kJ/mol;反應①常壓下在1900℃的高溫下才能進行,說明該反應是吸熱反應,△H>0;(4)在該鋁空氣電池中活動性強的Al作負極,活動性弱的C作正極。由于是在中性介質中,所以發(fā)生的是吸氧腐蝕。該電池正極的電極反應式是O2+2H2O+4e-=4OH-。

考點:考查物質的存在形式與溶液酸堿性的關系、離子方程式的書寫、反應的熱效應的判斷、原電池反應原理的知識。

 

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源:2015屆江蘇省沭陽縣高二下學期期中調研測試化學試卷(解析版) 題型:選擇題

銅鋅原電池(如右圖)工作時,下列敘述正確的是

A.在外電路中,電流從Zn極流向Cu極

B.鹽橋中的Cl-移向CuSO4溶液

C.當負極減小65g時,正極增加65g

D.電池的總反應為 Zn + Cu2+=Zn2+ + Cu

 

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科目:高中化學 來源:2015屆江蘇省高二下學期4月階段測試化學試卷(解析版) 題型:選擇題

下列說法不正確的是

A.NH3·H2ONH4++OH-達到平衡后,升高溫度平衡正向移動

B.在海輪的外殼上鑲入鋅塊,可減緩船體的腐蝕速率

C.明礬水解生成Al(OH)3膠體,可用作凈水劑

D.如圖所示的反應過程中A+B→X的△H<0,X→C的△H>0

 

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科目:高中化學 來源:2015屆江蘇省高三上學期摸底考試化學試卷(解析版) 題型:選擇題

下列說法正確的是

A.反應CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)在常溫下不能發(fā)生,則該反應的△H>0

B.0.1 mol·L­-1CH3COOH溶液加水稀釋后,溶液中的值減小

C.鉛蓄電池在放電過程中,負極質量增加,正極質量減少

D.鍋爐中沉積的CaSO4可用飽和Na2CO3溶液浸泡,再將不溶物用稀鹽酸溶解除

 

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科目:高中化學 來源:2015屆江蘇省高三上學期摸底考試化學試卷(解析版) 題型:選擇題

下列分子中指定的碳原子(用*標記)不屬于手性碳原子的是( )

 

 

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科目:高中化學 來源:2015屆江蘇省南京市高三9月學情調研卷化學試卷(解析版) 題型:選擇題

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是工業(yè)制硫酸的主要反應之一。一定溫度下,在甲、乙、丙、丁四個容器體積均為2 L的恒容密閉容器中投料,其起始物質的量及含硫反應物的平衡轉化率如下表所示:

 

 

起始物質的量

n(SO2)/mol

0.40

0

0.80

0.02

n(O2)/mol

0.24

0

0.48

0.04

n(SO3)/mol

0

0.40

0

0.40

含硫反應物的平衡轉化率%

80

1

2

3

下列判斷中,正確的是

A.乙中SO3的平衡轉化率為1=20% B.平衡時,丙中c(SO3)是甲中的2倍

C.平衡時,3<1 D.該溫度下,平衡常數的值為400

 

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科目:高中化學 來源:2015屆江蘇省南京市高三9月學情調研卷化學試卷(解析版) 題型:選擇題

下列各組物質之間通過一步就能實現如圖所示轉化的是

物質編號

物質轉化關系

a

b

c

d

Na2O

Na2O2

Na

NaOH

Al2O3

NaAlO2

Al

Al(OH)3

FeCl2

FeCl3

Fe

CuCl2

NO

NO2

N2

HNO3

A.①②B.②③.C.②④D.①③

 

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科目:高中化學 來源:2015屆廣西桂林市高三上學期第一次月考化學試卷(解析版) 題型:選擇題

標準狀況下V L氨氣溶解在1 L水中(水的密度近似為1 g·mL-1),所得溶液的密度為ρ g·mL-1,質量分數為w,物質的量濃度為c mol·L-1,則下列關系中不正確的是

A、w=17c/(1 000ρ) B、w=17V/(17V+22 400)

C、c=1 000Vρ/(17V+22 400) D、ρ=(17V+22 400)/(22.4+22.4V)

 

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科目:高中化學 來源:2015屆廣東省湛江市高三8月月考化學試卷(解析版) 題型:選擇題

下列離子反應方程式正確的是( )

A.在硫酸鋁溶液中加入過量氨水:Al3+ + 4OH- = AlO2-+2H2O

B.碳酸氫鎂溶液中加入過量石灰水:

Mg2++2HCO3-+Ca2++2OH-=CaCO3↓+2H2O+MgCO3↓

C.往FeCl3溶液中加入Fe粉:2Fe3+ +Fe =3Fe2+

D.氧化亞鐵溶于稀硝酸:FeO+2H+=Fe2++H2O

 

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