Question

17．离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al₂Cl₇^-和AlCl₄^-组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝．
（1）钢制品应接电源的负极．若改用AlCl₃水溶液作电解液，则阴极产物为H₂ ．
（2）为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应转移6mol电子时，所得还原产物的物质的量为3mol．
（3）用铝粉和Fe₂O₃做铝热反应实验，化学方程式为2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，需要的试剂还有bd．
a．KCl      b．KClO₃    c．MnO₂    d．Mg
取少量铝热反应所得到的固体混合物，将其溶于足量稀H₂SO₄，滴加KSCN溶液无明显现象，不能（填“能”或“不能”）说明固体混合物中无Fe₂O₃，理由是Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺（用离子方程式说明）．

Answer 1

分析 （1）依据电镀原理可知，钢铁上镀铝是利用铝做阳极，钢铁做阴极，由有机阳离子、Al₂Cl₇^-和AlCl₄^-组成的离子液体做电解液来实现，改用AlCl₃水溶液作电解液是溶液中氢离子在阴极放电生成氢气；
（2）依据氯和氢氧化钠反应的化学方程式分析判断，还原产物为氢气；
（3）铝热反应需要引发剂引发高温反应，用少量氯酸钾和镁条引发，点燃镁条燃烧放热使氯酸钾分解生成氧气助燃产生反应引发所需要的温度；铝热反应所得的固体混合物，将其溶于足量H₂SO₄，滴加KSCN溶液无明显现象，说明无铁离子，但不能说明固体中不含氧化铁，因为铝热反应生成铁，溶解于硫酸中铁可以还原铁离子为亚铁离子分析书写离子方程式．

解答 解：（1）依据电镀原理分析，钢铁上镀铝是利用铝做阳极与电源正极相连，钢铁做阴极与电源负极相连，由有机阳离子、Al₂Cl₇^-和AlCl₄^-组成的离子液体做电解液来实现，离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，则阴极反应生成铝是发生的还原反应，铝元素化合价降低，分析离子液体成分，结合电荷守恒分析可知是Al₂Cl₇^-得到电子生成，电极反应为：4Al₂Cl₇^-+3e^-=Al+7AlCl₄^-，改用AlCl₃水溶液作电解液是溶液中氢离子在阴极放电生成氢气，2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案为：负；H₂ ；
（2）依据铝和氢氧化钠反应的化学方程式分析，2Al+2NaOH+6H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑+4H₂O，还原产物为氢气，当反应转移6mol电子时，所得还原产物的物质的量为3mol；
故答案为：3；
（3）铝热反应需要引发剂引发高温反应，用少量氯酸钾和镁条引发，点燃镁条燃烧放热使氯酸钾分解生成氧气助燃产生反应引发所需要的温度，反应的化学方程式为：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，铝热反应所得的固体混合物，将其溶于足量H₂SO₄，滴加KSCN溶液无明显现象，说明无铁离子，但不能说明固体中不含氧化铁，因为铝热反应生成铁，溶解于硫酸中铁可以还原铁离子为亚铁离子，离子方程式为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
故答案为：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃；bd；不能；Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺．

点评 本题考查了电解原理的分析应用铝热反应原理分析，氧化还原反应电子转移计算应用，掌握基础是关键，题目难度中等．