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8.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,其相关反应的化学方程式如下:
Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g)     3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g)
①AlCl3的作用是催化剂.
②Al4C3是反应过程中的中间产物.Al4C3与盐酸反应的化学方程式为Al4C3+12HCl=4AlCl3+3CH4↑.
(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Mg17Al12+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防止Mg Al被空气氧化.
②在6.0mol•L-1 HCl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52mol.
③在0.5mol•L-1 NaOH和1.0mol•L-1 MgCl2两种溶液中,混合物Y均只能部分放出氢气,反应后残留固体物质的X射线衍射谱图如下图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Al(填化学式).反应的离子方程式为2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑.
(3)铝电池性能优越,Al-AgO 电池可用作水下动力电源,其原理如上图2所示.该电池反应的化学方程式为2Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO2+3Ag+H2O.

分析 (1)①根据总反应的特点判断氯化铝的作用;
②Al4C3中C元素化合价为-4价,Al4C3与盐酸反应生成甲烷;
(2)①镁、铝是亲氧元素,易被氧气氧化;
②释放出的H2 包括Mg17Al12吸收的氢,还包括镁、铝和盐酸反应生成的氢气;
③由图象可知,在氢氧化钠溶液中,充分反应后,固体中存在大量的MgH2,说明Mg在碱性条件下不反应,反应后铝的含量较小,且生成大量的氢氧化铝;
(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.

解答 解:(1)①由反应可知氯化铝和碳在氯化铝催化作用下生成铝和CO,氯化铝起到催化剂的作用,故答案为:催化剂;
②Al4C3中C元素化合价为-4价,Al4C3与盐酸反应生成甲烷,反应的方程式为Al4C3+12HCl=4AlCl3+3CH4↑,故答案为:Al4C3+12HCl=4AlCl3+3CH4↑;
(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;
②1molMg17Al12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H2,生成氢气的物质的量分别为17mol、18mol,则生成氢气一共(17+17+12×$\frac{3}{2}$)mol=52mol,故答案为:52mol;
③由图象可知,在氢氧化钠溶液中,充分反应后,固体中存在大量的MgH2,说明Mg在碱性条件下不反应,反应后铝的含量较小,且生成大量的氢氧化铝,说明铝在碱性条件下生成氢氧化铝和氢气,反应的离子方程式为2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑,故答案为:Al;2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑;
(3)铝做负极,失电子被氧化,在碱性溶液中生成NaAlO2,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=2NaAlO2+3Ag+H2O,故答案为:2Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO2+3Ag+H2O.

点评 本题以铝为题材,综合考查物质的性质与制备,为高考常见题型,侧重考查盖斯定律、铝及其化合物的性质以及电化学反应方程式,意在考查考生阅读新信息,处理新情况的能力,电极反应式的书写是易错点,难度较大.

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3.(1)①pH=a的CH3COOH溶液稀释100倍后所得溶液pH<a+2(填“>”、“=”或“<”)
②0.01mol/LCH3COOH溶液的pH>2(填“>”或“<”);
③0.1mol/LCH3COONa溶液的pH>7(填“>”或“<”).
(2)某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种不同条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ•mol-1
测得CH3OH的物质的量随时间变化如图所示,回答问题:

①该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{[C{H}_{3}OH]•[{H}_{2}O]}{[C{O}_{2}]•[{H}_{2}]^{3}}$.
②曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K>K(填“>”、“=”或“<”).

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4.已知一定温度和压强下,在容积为VL的密闭容器中充入1mol A和1mol B,保持恒温恒压下反应:A(g)+B(g)═C(g)△H<0.达到平衡时,C的体积分数为40%.试回答有关问题:
①升温时,A的反应速率加快(填“加快”、“减慢”或“不变”)        
②若使温度、压强在上述条件下恒定不变,在密闭容器中充入2mol A和2mol B,则反应达到平衡时,C的体积分数为40%;
③若平衡时,保持容器容积不变,使容器内压强增大,则平衡C
A.一定向正反应方向移动          B.一定向逆反应方向移动
C.不一定移动                   D.一定不移动.

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16.如图所示的电化学装置,电解质溶液为Na2SO4,下列说法不正确的是(  )
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17.设NA表示阿伏加德罗常数的值.下列叙述正确的是(  )
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18.W、M、X、Y、Z是四种短周期元素,M、X、Y处于同一周期,X的主族序数是周期序数的2倍,Y2-、Z+、W2+、M-的电子层结构相同,下列说法正确的是(  )
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