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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?【电解池原理】
2016-12-24 00:41:31
来源:91考试网
作者:www.91exam.org 【 大 中 小】
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填空题 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+8O2 6SO2+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。
填空题 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& 91EXAm.org#160; 。
（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
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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+8O2
6SO2+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。
本题答案：Ⅰ（1）Al3++3e-＝Al；阳极；降低氧化铝熔点
本题解析：
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：2Al2O3
4Al+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+8O2
6SO2+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++SO42-+4H+，故答案为：2Fe3++SO2+2H2O＝2Fe2++SO42-+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
本题所属考点：【电解池原理】
本题难易程度：【困难】
Faults are thick where love is thin. 一朝情义淡,样样不顺眼.
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