Question

鋁是地殼中含量最高的金屬元素，其單質(zhì)及合金在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用日趨廣泛。

(1)真空碳熱還原­氯化法可實現(xiàn)由鋁土礦制備金屬鋁，其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)===3AlCl(g)＋3CO(g)

ΔH＝a kJ·mol－1

3AlCl(g)===2Al(l)＋AlCl3(g)　ΔH＝b kJ·mol－1

②Al4C3是反應(yīng)過程中的中間產(chǎn)物。Al4C3與鹽酸反應(yīng)(產(chǎn)物之一是含氫量最高的烴)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。

(2)鎂鋁合金(Mg17Al12)是一種潛在的貯氫材料，可在氬氣保護(hù)下，將一定化學(xué)計量比的Mg、Al單質(zhì)在一定溫度下熔煉獲得。該合金在一定條件下完全吸氫的反應(yīng)方程式為Mg17Al12＋17H2===17MgH2＋12Al。得到的混合物Y(17MgH2＋12Al)在一定條件下可釋放出氫氣。

①熔煉制備鎂鋁合金(Mg17Al12)時通入氬氣的目的是

________________________________________________________________________。

②在6.0 mol·L－1 HCl溶液中，混合物Y能完全釋放出H2。1 mol Mg17Al12完全吸氫后得到的混合物Y與上述鹽酸完全反應(yīng)，釋放出H2的物質(zhì)的量為____________。

③在0.5 mol·L－1 NaOH和1.0 mol·L－1 MgCl2溶液中，混合物Y均只能部分放出氫氣，反應(yīng)后殘留固體物質(zhì)的X­射線衍射譜圖如圖所示(X­射線衍射可用于判斷某晶態(tài)物質(zhì)是否存在，不同晶態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)衍射峰的衍射角不同)。在上述NaOH溶液中，混合物Y中產(chǎn)生氫氣的主要物質(zhì)是__________(填化學(xué)式)。

Answer 1

答案　(1)②Al4C3＋12HCl===4AlCl3＋3CH4↑

(2)①防止Mg、Al被空氣氧化�、�52 mol　③Al

解析　(1)含氫量最高的烴為CH4，據(jù)此可知Al4C3與鹽酸發(fā)生的反應(yīng)為Al4C3＋12HCl===4AlCl3＋3CH4↑。

(2)①M(fèi)g、Al都是活潑金屬，高溫時易與空氣中的O2反應(yīng)，通入氬氣的目的是隔絕空氣，防止Mg、Al被氧化。②1 mol Mg17Al12完全吸氫后得到的混合物Y中含有17 mol MgH2和12 mol Al，與6.0 mol·L－1鹽酸反應(yīng)時，生成MgCl2、AlCl3和H2，則生成H2的物質(zhì)的量為17 mol＋17 mol＋12 mol×＝52 mol。

③X­射線衍射可用于判斷某晶態(tài)物質(zhì)是否存在，不同晶態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)衍射峰的衍射角不同。由圖可知，在NaOH溶液中，不存在Al、Mg(OH)2和Mg2(OH)3Cl·4H2O的衍射峰，即不存在Al、Mg(OH)2和Mg2(OH)3Cl·4H2O，據(jù)此推知，混合物Y中Al與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2，MgH2未發(fā)生反應(yīng)。