Question

I．鋁是地殼中含量最高的金屬元素，其單質及其合金在生產生活中的應用十分廣泛。

（1）金屬鋁的生產是以Al₂O₃為原料，與冰晶石(Na₃A1F₆)在熔融狀態(tài)下進行電解，其陰極電極反應式為               ，其電極均由石墨材料做成，則電解時不斷消耗的電極是           (填“陰極”或“陽極”)，冰晶石的作用為                                           。

（2）鋁電池性能優(yōu)越，A1-Ag₂O電池可用作水下動力電源，化學反應為2Al+3Ag₂O+2NaOH＝2NaAlO₂+6Ag+H₂O，則負極的電極反應式為           ，正極附近溶液的pH       (填“變大”“不變”或“變小”)。

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．氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農業(yè)生產、生活中有著重要作用。

（1）下圖是在一定溫度和壓強下N₂和H₂反應生成1 mol NH₃過程中的能量變化示意圖，

請寫出合成氨的熱化學反應方程式：        (ΔH的數值用含字母a、b的代數式表示)。

（2）工業(yè)合成氨的反應為  在一定溫度下，

將一定量的N₂和H₂通入到體積為1 L的密閉容器中，反應達到平衡后，改變下列條件，能使平衡向正反應方向移動且平衡常數不變的是                。

A．增大壓強       B．增大反應物的濃度       C．使用催化劑       D．降低溫度

Ⅲ．鐵及其化合物在生活、生產中有廣泛應用。請回答下列問題。

（1）黃鐵礦(FeS₂)是生產硫酸和冶煉鋼鐵的重要原料。其中一個反應為3FeS₂+8O₂6SO₂+Fe₃O₄，有3 m01FeS₂參加反應，轉移             mol電子。

（2）氯化鐵溶液稱為化學試劑中的“多面手”，寫出SO₂通入氯化鐵溶液中反應的離子方程式：       。

Ⅳ.錳及其化合物應用越來越廣泛，MnO₂是一種重要的無機功能材料，制備Mn0₂的方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO₄溶液，陽極的電極反應式為                 �，F以鉛蓄電池為電源電解酸化的MnS0₄溶液，如圖所示

鉛蓄電池的總反應方程式為                 ，當蓄電池中有4 mol H⁺被消耗時，則電路中通過的電子的物質的量為           ，MnO₂的理論產量為      g。

Answer 1

【答案】Ⅰ（1）Al³⁺+3e^-＝Al；陽極；降低氧化鋁熔點  （2） Al+4OH^--3e^-＝AlO₂^-+2H₂O；變大；-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】

試題分析：Ⅰ、（1）以Al₂O₃為原料，與冰晶石（Na₃AlF₆）在熔融狀態(tài)下進行電解生成鋁和氧氣反應的化學方程式為：2Al₂O₃4Al+3O₂；陰極鋁離子得到電子，電極反應式為Al³⁺+3e^-＝Al；陽極上生成氧氣消耗電極石墨；氧化鋁的熔點高，冰晶石能降低氧化鋁的熔點，故答案為：Al³⁺+3e^-＝Al；陽極；降低氧化鋁熔點；

（2）原電池中負極失去電子，則根據2Al+3Ag₂O+2NaOH＝2NaAlO₂+6Ag+H₂O可知鋁在負極失去電子，則負極的電極反應式為Al+4OH^--3e^-＝AlO₂^-+2H₂O；正極氧化銀得到電子，電極反應式為Ag₂O+2e^－+H₂O＝2 Ag+2OH^-，所以正極附近溶液的pH變大；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，則根據蓋斯定律可知（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）由圖可知，N₂和H₂反應生成1molNH₃放出的熱量為（b-a）kJ，該反應的熱化學反應方程式為N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H=-2（b-a）kJ•mol^-1，故答案為：N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）△H=-2（b-a）kJ•mol^-1；

（2）一定溫度下，將一定量的N₂和H₂通入到體積為1L的密閉容器中，反應達到平衡后，改變下列條件，能使平衡向正反應方向移動且平衡常數不變的是：A．增大壓強，平衡正向進行，但平衡常數不變，故A符合；B．增大反應物的濃度，平衡正向進行，平衡常數不變，故B符合；C．使用催化劑不能改變平衡，平衡不動，平衡常數不變，故C不符合；D．反應是放熱反應，降低溫度平衡向放熱反應方向進行，平衡正向進行，平衡常數增大，故D不符合；故選AB；

Ⅲ、（1）3FeS₂+8O₂6SO₂+Fe₃O₄，有3mol FeS₂參加反應，電子轉移為8×2×2=32mol，故答案為：32；

（2）二氧化硫通入氯化鐵溶液中發(fā)生反應，二氧化硫被氧化為硫酸，氯化鐵被還原為氯化亞鐵，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O＝2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O＝2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺。

Ⅳ.陽極上錳離子失電子生成二氧化錳，電極反應式為Mn²⁺-2e^-+2H₂O＝MnO₂+4H⁺；鉛蓄電池放電時，負極上鉛失電子和硫酸根離子反應生成硫酸鉛，正極上二氧化鉛得電子和硫酸根離子反應生成硫酸鉛，所以電池反應式為Pb+PbO₂+2H₂SO₄＝2PbSO₄+2H₂O，根據電池反應式知，當蓄電池中有4mol H⁺被消耗時，則電路中通過的電子的物質的量＝2mol，根據轉移電子相等得MnO₂的理論產量＝2mol/2××87g/mol＝87g，故答案為：Mn²⁺-2e^-+2H₂O=MnO₂+4H⁺；Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O；2mol；87。

考點：考查原電池、電解原理分析判斷，化學平衡移動原理應用，平衡常數的概念分析判斷，氧化還原反應電子轉移數計算方法