Question

20．3D打印是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术．镍粉、尼龙铝、PLA等均是常见的3D打印“墨水”．
（1）制备高纯镍粉有高冰镍氧气顶吹法及电解法等．
①已知2Ni₃S₂（s）+7O₂ （g）═6NiO（s）+4SO₂（g）△H₁=akJ•mol^-1
Ni₃S₂（s）+4NiO（s）═7Ni（s）+2SO₂（g）△H₂=bkJ•mol^-1
则反应Ni₃S₂（s）+2O₂（g）═3Ni（s）+2SO₂（g）△H=$\frac{2a+3b}{7}$kJ•mol^-1（用含a、b的代数式表示）．
②电解Ni₃S₂粗品精炼Ni的反应为：Ni₃S₂ $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$3Ni+2S；用NiCl₂溶液作电解液，电解时阴极上主要的电极反应式为Ni²⁺+2e^-=Ni，阳极上主要的电极反应式为Ni₃S₂-6e^-=3Ni²⁺+2S
（2）尼龙铝是由铝粉及聚丙烯腈（）混合物制作而成的复合材料．工业上用氧化铝电解冶铝的化学方程式为2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑；聚丙烯腈单体分子中位于同一平面的原子数目最多为7个．
（3）在众多3D打印材料中，PLA（聚乳酸）堪称最环保、最安全．以A为原料合成PLA的主要流程如下：

①A的结构简式为CH₃CHO
②C→PLA的反应类型为缩聚反应，反应方程式为．

Answer 1

分析 （1）①（I）2Ni₃S₂（s）+7O₂ （g）═6NiO（s）+4SO₂（g）△H₁=akJ•mol^-1
（II）Ni₃S₂（s）+4NiO（s）═7Ni（s）+2SO₂（g）△H₂=bkJ•mol^-1
由盖斯定律可知，$\frac{（I）×2+（II）×3}{7}$得到Ni₃S₂（s）+2O₂（g）═3Ni（s）+2SO₂（g）；
②电解Ni₃S₂粗品精炼Ni的反应为：Ni₃S₂ $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$3Ni+2S，阴极上得到电子生成Ni，阳极上S失去电子生成S；
（2）工业上用氧化铝电解冶铝，还生成氧气；的单体为CH₂=CHCN，双键为平面结构、三键为直线结构，且直接相连；
（3）以A为原料合成PLA，PLA为聚乳酸，C为CH₃CHOHCOOH，则B为CH₃CHOHCN，A为CH₃CHO，以此来解答．

解答 解：（1）①（I）2Ni₃S₂（s）+7O₂ （g）═6NiO（s）+4SO₂（g）△H₁=akJ•mol^-1
（II）Ni₃S₂（s）+4NiO（s）═7Ni（s）+2SO₂（g）△H₂=bkJ•mol^-1
由盖斯定律可知，$\frac{（I）×2+（II）×3}{7}$得到Ni₃S₂（s）+2O₂（g）═3Ni（s）+2SO₂（g），△H=$\frac{2a+3b}{7}$kJ/mol，
故答案为：$\frac{2a+3b}{7}$；
②电解Ni₃S₂粗品精炼Ni的反应为：Ni₃S₂ $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$3Ni+2S；用NiCl₂溶液作电解液，电解时阴极上主要的电极反应式为Ni²⁺+2e^-=Ni，阳极上主要的电极反应式为Ni₃S₂-6e^-=3Ni²⁺+2S，
故答案为：Ni²⁺+2e^-=Ni；Ni₃S₂-6e^-=3Ni²⁺+2S；
（2）工业上用氧化铝电解冶铝的化学方程式为2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑；的单体为CH₂=CHCN，双键为平面结构、三键为直线结构，且直接相连，所有原子共面，则聚丙烯腈单体分子中位于同一平面的原子数目最多为7个，
故答案为：2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;\;\;电解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑；7；
（3）以A为原料合成PLA，PLA为聚乳酸，C为CH₃CHOHCOOH，则B为CH₃CHOHCN，A为CH₃CHO，
①由上述分析可知A的结构简式为CH₃CHO，故答案为：CH₃CHO；
②C→PLA的反应类型为缩聚反应，反应为，
故答案为：缩聚反应；．

点评 本题考查较综合，涉及有机物的合成、结构与性质、反应热与焓变、电解等，为高频考点，把握有机物合成流程中的反应、盖斯定律的应用、电极反应的书写等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，综合性较强，题目难度不大．