Question

20．无水氯化铝是一种重要的化工原料，利用明矾石[K₂SO₄•Al₂（SO₄）₃•2Al₂O₃•6H₂O]制备无水氯化铝的流程如图1：

（1）焙烧炉中产生的SO₂直接排放到空气中会形成酸雨，若某地酸雨的pH为4.6，在空气中放置一段时间后，pH变为4.0，其原因为酸雨中的弱酸亚硫酸被氧化为强酸硫酸，2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄，使溶液中的c（H⁺）增大，pH减小（用化学用语和必要的文字简述）．
（2）氯化炉中发生的主要反应为：2Al₂O₃（s）+6Cl₂（g）?4AlCl₃（g）+3O₂（g）△H＞0，反应达平衡时，加焦炭能使平衡向正反应方向移动，理由是焦炭可消耗产物中的氧气，使c（O₂）变小；且放出热量，温度升高，导致平衡向正反应方向移动．
（3）工业上利用如图2装置制备氯气：已知左侧原电池的工作原理为：2Na₂S₂+NaBr₃$\frac{\underline{\;放电\;}}{\;}$Na₂S₄+3NaBr
①用惰性电极电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
②如图2所示原电池放电时，电池中的Na⁺向右槽（填“左槽”或“右槽”）移动，左槽中发生的电极反应式为2S₂^2-?2e^-=S₄^2-．

Answer 1

分析 （1）亚硫酸放置在空气中被氧化为硫酸，硫酸为强酸，酸性增大；
（2）焦炭能与氧气反应，使生成物氧气的浓度减小，且焦炭与氧气的反应为放热反应，温度升高，均有利于反应的正向移动；
（3）①用惰性电极电解饱和食盐水，由氯离子和水中的氢离子放电得到氯气和氢气；
②原电池左侧发生氧化反应，为负极，右侧为正极，电解质溶液阳离子向正极移动；由反应2Na₂S₂+NaBr₃$\frac{\underline{\;放电\;}}{\;}$Na₂S₄+3NaBr可知，左侧S₂^2-放电生成S₄^2-．

解答 解：（1）酸雨中的弱酸亚硫酸被氧化为强酸硫酸，2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄，使溶液中的c（H⁺）增大，pH减小；
故答案为：酸雨中的弱酸亚硫酸被氧化为强酸硫酸，2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄，使溶液中的c（H⁺）增大，pH减小；
（2）焦炭可消耗产物中的氧气，使c（O₂）变小；且放出热量，2Al₂O₃（s）+6Cl₂（g）?4AlCl₃（g）+3O₂（g）为吸热反应，温度升高，导致平衡向正反应方向移动；
故答案为：焦炭可消耗产物中的氧气，使c（O₂）变小；且放出热量，温度升高，导致平衡向正反应方向移动；
（3）①用惰性电极电解饱和食盐水，氯离子放电生成氯气，水中的氢离子放电生成氢气，则离子方程式为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
故答案为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
②原电池左侧发生氧化反应，为负极，右侧为正极，电解质溶液阳离子向正极移动；由反应2Na₂S₂+NaBr₃$\frac{\underline{\;放电\;}}{\;}$Na₂S₄+3NaBr可知，左侧S₂^2-放电生成S₄^2-；
故答案为：右槽；2S₂^2-?2e^-=S₄^2-．

点评 本题考查化学平衡移动、元素化合物性质、原电池、电解池、实验方案设计等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力，题目难度中等．