Question

鋁是地殼中含量最高的金屬元素，其單質(zhì)及其合金在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用十分廣泛．
（1）金屬鋁的生產(chǎn)是以Al₂O₃為原料，與冰晶石（Na₃A1F₆）在熔融狀態(tài)下進(jìn)行電解，其陰極電極反應(yīng)式為

 

，其電極均由石墨材料做成，則電解時(shí)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(xué)反應(yīng)為2Al+3Ag₂O+2NaOH=2NaAl0₂+6Ag+H₂0，則負(fù)極的電極反應(yīng)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=-221.0 kJ/mol
Al₂O₃（s）+3Cl₂（g）+3C（s）═2AlCl₃（s）+3CO（g）的△AH=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算

專題：

分析：（1）工業(yè)上采用電解Al₂O₃來制取Al，電解的陰極、陽極材料均由石墨材料做，因陽極上O^2-失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成O₂，陰極鋁離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鋁，Al₂O₃的熔點(diǎn)很高，熔化得需要較多能量，加入助熔劑就可節(jié)約能量，降低熔化溫度；
（2）依據(jù)電池反應(yīng)分析元素化合價(jià)變化，負(fù)極是鋁失電子在堿溶液中生成四羥基合鋁酸鈉，正極氧化銀得到電子生成銀依據(jù)堿性環(huán)境分析正極附近生成氫氧根離子；
依據(jù)蓋斯定律將已知方程式變形并進(jìn)行混合運(yùn)算解答．

解答： 解：Ⅰ（1）用電解Al₂O₃來制取Al，電解的陰極、陽極材料均由石墨材料做，因陽極上O^2-失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成O₂，陽極材料與該極上生成的O₂反應(yīng)被消耗，陰極鋁離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鋁，電極反應(yīng)式為：Al³⁺+3e^-=Al，Al₂O₃的熔點(diǎn)很高，熔化得需要較多能量，加入助熔劑就可節(jié)約能量，降低熔化溫度；
故答案為：Al³⁺+3e^-=Al；陽極； 降低氧化鋁熔點(diǎn)；
（2）化學(xué)反應(yīng)為2Al+3Ag₂O+2NaOH+3H₂O═2Na[Al（OH）₄]+6Ag，負(fù)極是鋁失電子在堿溶液中生成四羥基合鋁酸鈉，則負(fù)極的電極反應(yīng)式：Al+4OH^--3e^-=[Al（OH）₄^-]；正極氧化銀得到電子生成銀單質(zhì)和氫氧根離子，所以正極溶液的pH變大；
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=-221.0 kJ/mol
由蓋斯定律知①-

②

2

+

③×3

2

得Al₂O₃（s）+3Cl₂（g）+3C（s）═2AlCl₃（s）+3CO（g），
△H=-1390.8kJ/mol-

1

2

×（-3339.6kJ/mol）+

3

2

×（-221.0 kJ/mol）=-52.5KJ/mol
故答案為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；變大；-52.5KJ/mol．

點(diǎn)評：本題考查了電解原理、原電池工作原理，反應(yīng)熱的計(jì)算，側(cè)重考查電極反應(yīng)式的書寫，掌握原電池、電解質(zhì)的工作原理，明確電極反應(yīng)式的書寫原則，掌握蓋斯定律求反應(yīng)熱的方法是解題關(guān)鍵，題目難度中等．