Question

I．铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及其合金在生产生活中的应用十分广泛。

（1）金属铝的生产是以Al₂O₃为原料，与冰晶石(Na₃A1F₆)在熔融状态下进行电解，其阴极电极反应式为               ，其电极均由石墨材料做成，则电解时不断消耗的电极是           (填“阴极”或“阳极”)，冰晶石的作用为                                           。

（2）铝电池性能优越，A1-Ag₂O电池可用作水下动力电源，化学反应为2Al+3Ag₂O+2NaOH＝2NaAlO₂+6Ag+H₂O，则负极的电极反应式为           ，正极附近溶液的pH       (填“变大”“不变”或“变小”)。

已知：①2Al(s)＋3Cl₂(g)＝2AlCl₃(s)  △H₁＝－1390 .8kJ/mol

②4Al(s)＋3O₂(g)＝2Al₂O₃(s)  △H₂＝－3339.6kJ/mol

③2C(s)＋O₂(g)=2CO(g)  △H₃＝－221.0kJ/mol

Al₂O₃(s)+ 3C(s)＋3Cl₂(g)＝2AlCl₃(s)+3CO(g)的△H＝               。

Ⅱ．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。

（1）下图是在一定温度和压强下N₂和H₂反应生成1 mol NH₃过程中的能量变化示意图，

请写出合成氨的热化学反应方程式：        (ΔH的数值用含字母a、b的代数式表示)。

（2）工业合成氨的反应为  在一定温度下，

将一定量的N₂和H₂通入到体积为1 L的密闭容器中，反应达到平衡后，改变下列条件，能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是                。

A．增大压强       B．增大反应物的浓度       C．使用催化剂       D．降低温度

Ⅲ．铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题。

（1）黄铁矿(FeS₂)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为3FeS₂+8O₂6SO₂+Fe₃O₄，有3 m01FeS₂参加反应，转移             mol电子。

（2）氯化铁溶液称为化学试剂中的“多面手”，写出SO₂通入氯化铁溶液中反应的离子方程式：       。

Ⅳ.锰及其化合物应用越来越广泛，MnO₂是一种重要的无机功能材料，制备Mn0₂的方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO₄溶液，阳极的电极反应式为                 。现以铅蓄电池为电源电解酸化的MnS0₄溶液，如图所示

铅蓄电池的总反应方程式为                 ，当蓄电池中有4 mol H⁺被消耗时，则电路中通过的电子的物质的量为           ，MnO₂的理论产量为      g。

Answer 1

【答案】Ⅰ（1）Al³⁺+3e^-＝Al；阳极；降低氧化铝熔点  （2） Al+4OH^--3e^-＝AlO₂^-+2H₂O；变大；-52.5KJ/mol

Ⅱ. （1）N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H＝-2(b-a)KJ/mol  （2）AB

Ⅲ （1）32  （2）2Fe³⁺+SO₂+2H₂O＝2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺

Ⅳ.Mn²⁺一2e^一+2H₂O＝MnO₂+4H⁺       Pb+PbO₂+2H₂SO₄＝2PbSO₄+2H₂O    2 mol    87

【解析】

试题分析：Ⅰ、（1）以Al₂O₃为原料，与冰晶石（Na₃AlF₆）在熔融状态下进行电解生成铝和氧气反应的化学方程式为：2Al₂O₃4Al+3O₂；阴极铝离子得到电子，电极反应式为Al³⁺+3e^-＝Al；阳极上生成氧气消耗电极石墨；氧化铝的熔点高，冰晶石能降低氧化铝的熔点，故答案为：Al³⁺+3e^-＝Al；阳极；降低氧化铝熔点；

（2）原电池中负极失去电子，则根据2Al+3Ag₂O+2NaOH＝2NaAlO₂+6Ag+H₂O可知铝在负极失去电子，则负极的电极反应式为Al+4OH^--3e^-＝AlO₂^-+2H₂O；正极氧化银得到电子，电极反应式为Ag₂O+2e^－+H₂O＝2 Ag+2OH^-，所以正极附近溶液的pH变大；已知①2Al(s)＋3Cl₂(g)＝2AlCl₃(s)  △H₁＝－1390 .8kJ/mol、②4Al(s)＋3O₂(g)＝2Al₂O₃(s)  △H₂＝－3339.6kJ/mol、③2C(s)＋O₂(g)=2CO(g)  △H₃＝－221.0kJ/mol，则根据盖斯定律可知（③×3+①×2－②）÷2即得到Al₂O₃(s)+ 3C(s)＋3Cl₂(g)＝2AlCl₃(s)+3CO(g)的△H＝（－221.0kJ/mol×3－－1390 .8kJ/mol×2＋3339.6kJ/mol）÷2＝-52.5KJ/mol；

Ⅱ、（1）由图可知，N₂和H₂反应生成1molNH₃放出的热量为（b-a）kJ，该反应的热化学反应方程式为N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H=-2（b-a）kJ•mol^-1，故答案为：N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）△H=-2（b-a）kJ•mol^-1；

（2）一定温度下，将一定量的N₂和H₂通入到体积为1L的密闭容器中，反应达到平衡后，改变下列条件，能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是：A．增大压强，平衡正向进行，但平衡常数不变，故A符合；B．增大反应物的浓度，平衡正向进行，平衡常数不变，故B符合；C．使用催化剂不能改变平衡，平衡不动，平衡常数不变，故C不符合；D．反应是放热反应，降低温度平衡向放热反应方向进行，平衡正向进行，平衡常数增大，故D不符合；故选AB；

Ⅲ、（1）3FeS₂+8O₂6SO₂+Fe₃O₄，有3mol FeS₂参加反应，电子转移为8×2×2=32mol，故答案为：32；

（2）二氧化硫通入氯化铁溶液中发生反应，二氧化硫被氧化为硫酸，氯化铁被还原为氯化亚铁，反应的离子方程式为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O＝2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，故答案为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O＝2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺。

Ⅳ.阳极上锰离子失电子生成二氧化锰，电极反应式为Mn²⁺-2e^-+2H₂O＝MnO₂+4H⁺；铅蓄电池放电时，负极上铅失电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，正极上二氧化铅得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，所以电池反应式为Pb+PbO₂+2H₂SO₄＝2PbSO₄+2H₂O，根据电池反应式知，当蓄电池中有4mol H⁺被消耗时，则电路中通过的电子的物质的量＝2mol，根据转移电子相等得MnO₂的理论产量＝2mol/2××87g/mol＝87g，故答案为：Mn²⁺-2e^-+2H₂O=MnO₂+4H⁺；Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O；2mol；87。

考点：考查原电池、电解原理分析判断，化学平衡移动原理应用，平衡常数的概念分析判断，氧化还原反应电子转移数计算方法