Question

明矾石经处理后得到明矾【 KAl(SO₄)₂·12H₂O】。从明矾制备Al、K₂SO₄和H₂SO₄的工艺过程如下所示：

焙烧明矾的化学方程式为：4KAl(SO₄)₂·12H₂O+3S＝2K₂SO₄ +2Al₂O₃+9SO₂+48H₂O

请回答下列问题：

（1）在焙烧明矾的反应中，还原剂是                  。

（2）从水浸后的滤液中得到K₂SO₄晶体的方法是                     。

（3）A1₂O₃在一定条件下可制得AIN，其晶体结构如右图所示，该晶体中Al的配位数是    。

（4）以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)₂，该电池反应的化学方程式是                             。

（5）焙烧产生的SO₂可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa时：

2SO₂(g) +O₂(g)2SO₃(g)           △H₁= 一197 kJ/mol；

2H₂O (g)＝2H₂O(1)                  △H₂＝一44 kJ/mol；

2SO₂(g)+O₂(g)+2H₂O(g)＝2H₂SO₄(l)    △H₃＝一545 kJ/mol。

则SO₃ (g)与H₂O(l)反应的热化学方程式是         ①                 。

焙烧948t明矾(M＝474 g/mol )，若SO₂的利用率为96%，可生产质量分数为98％的硫酸  ②   t。

 

Answer 1

【答案】

（1）S

（2）蒸发结晶

（3）4

（4）Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋H₂O=3Ni(OH)₂＋NaAlO₂

（5）①SO₃(g)＋H₂O(l)=H₂SO₄(l)△H=-130kJ·mol^－1②432

【解析】根据焙烧反应可知还原剂是S，氧化剂是明矾，从滤液中得到硫酸钾晶体的方法是 结晶，一个Al周围有4个N，因此其配位数是4,⑷该电池Al作负极，反应为Al＋4OH^—-3e^- =AlO₂^-＋2H₂O，正极反应：NiO(OH)＋e^-＋H₂O=Ni(OH)₂＋OH^—，相加得总反应。⑸根据盖斯定律可写出热化学方程式，

根据关系式4KAl(SO₄)₂·12H₂O～9H₂SO₄

4×474             9×98

948×96%           t×98% t=432t。

【考点定位】本题是工业流程题，考查的知识点有：氧化还原反应、物质的分离、电化学、热化学、计算、晶体的结构等。能力层面考查学生的分析、解决问题的能力，用化学知识表述能力、计算能力。