Question

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，其相关反应的热化学方程式如下：

Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)===3AlCl(g)＋3CO(g)

ΔH＝a kJ·mol－1

3AlCl(g)===2Al(l)＋AlCl3(g)　ΔH＝b kJ·mol－1

②Al4C3是反应过程中的中间产物。Al4C3与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化学方程式为________________________________________________________________________。

(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

________________________________________________________________________。

②在6.0 mol·L－1 HCl溶液中，混合物Y能完全释放出H2。1 mol 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____________。

③在0.5 mol·L－1 NaOH和1.0 mol·L－1 MgCl2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射线衍射谱图如图所示(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__________(填化学式)。

Answer 1

答案　(1)②Al4C3＋12HCl===4AlCl3＋3CH4↑

(2)①防止Mg、Al被空气氧化　②52 mol　③Al

解析　(1)含氢量最高的烃为CH4，据此可知Al4C3与盐酸发生的反应为Al4C3＋12HCl===4AlCl3＋3CH4↑。

(2)①Mg、Al都是活泼金属，高温时易与空气中的O2反应，通入氩气的目的是隔绝空气，防止Mg、Al被氧化。②1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y中含有17 mol MgH2和12 mol Al，与6.0 mol·L－1盐酸反应时，生成MgCl2、AlCl3和H2，则生成H2的物质的量为17 mol＋17 mol＋12 mol×＝52 mol。

③X­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。由图可知，在NaOH溶液中，不存在Al、Mg(OH)2和Mg2(OH)3Cl·4H2O的衍射峰，即不存在Al、Mg(OH)2和Mg2(OH)3Cl·4H2O，据此推知，混合物Y中Al与NaOH溶液反应产生H2，MgH2未发生反应。