Question

2．鎂和鋁單質(zhì)及化合物在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用十分廣泛．
（1）“真空碳熱還原-氯化法”是一種新型的由鋁土礦制備金屬鋁的方法．
已知：Al₂O₃（s）+3C（s）═2Al（l）+3CO（g）△H=a kJ•mol^-1
Al₂O₃（s）+AlCl₃（g）+3C（s）═3AlCl（g）+3CO（g）△H=b kJ•mol^-1
3AlCl（g）═2Al（l）+AlCl₃（g）△H=c kJ•mol^-1
①用代數(shù)式表示a、b、c之間的關(guān)系：a=a=b+c．
②Al₄C₃是反應(yīng)過程中的中間產(chǎn)物，Al₄C₃與水發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al₄C₃+12H₂O=4Al（OH）₃+3CH₄↑，．
③傳統(tǒng)單質(zhì)鋁的冶煉一般先用堿液處理鋁土礦或用蘇打焙燒鋁土礦，使難溶的氧化鋁變?yōu)榭扇苄云�鋁酸鹽，用蘇打焙燒鋁土礦的化學(xué)方程式為Al₂O₃+Na₂CO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2NaAlO₂+CO₂↑．
（2）CH₃MgCl是一種重要的有機合成劑，其中鎂的化合價為+2價，該化合物發(fā)生水解反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CH₃MgCl+2H₂O?Mg（OH）₂↓+MgCl₂+2CH₄↑．
（3）以Al和NiO（OH）為電極，NaOH溶液為電解液組成的新型電池，放電時NiO（OH）轉(zhuǎn)化為Ni（OH）₂，該電池負極的電極反應(yīng)式為Al+4OH^--4e^-=AlO₂^-+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）①Al₂O₃（s）+3C（s）═2Al（l）+3CO（g）△H=a kJ•mol^-1
②Al₂O₃（s）+AlCl₃（g）+3C（s）═3AlCl（g）+3CO（g）△H=b kJ•mol^-1
③3AlCl（g）═2Al（l）+AlCl₃（g）△H=c kJ•mol^-1
由蓋斯定律①-②可得：3AlCl（g）═2Al（l）+AlCl₃（g）△H=c kJ•mol^-1，由此分析解答；
②Al₄C₃與水反應(yīng)生成氫氧化鋁和甲烷，方程式為：Al₄C₃+12H₂O=4 Al（OH）₃+3CH₄↑；
③用蘇打焙燒鋁土礦，類似于二氧化硅和碳酸鈉反應(yīng)，生成偏鋁酸鈉和二氧化碳；
（2）CH₃MgCl水解生成氫氧化鎂、氯化鎂和甲烷；
（3）負極性氧化反應(yīng)，且電解質(zhì)呈堿性，生成偏鋁酸根離子，所以電極反應(yīng)式為：Al+4OH^--4e^-=AlO₂^-+2H₂O．

解答 解：（1）①Al₂O₃（s）+3C（s）═2Al（l）+3CO（g）△H=a kJ•mol^-1
②Al₂O₃（s）+AlCl₃（g）+3C（s）═3AlCl（g）+3CO（g）△H=b kJ•mol^-1
③3AlCl（g）═2Al（l）+AlCl₃（g）△H=c kJ•mol^-1
由蓋斯定律①-②可得：3AlCl（g）═2Al（l）+AlCl₃（g）△H=c kJ•mol^-1，所以c=a-b，則a=b+c，故答案為：a=b+c；
②Al₄C₃與水反應(yīng)生成氫氧化鋁和甲烷，方程式為：Al₄C₃+12H₂O=4 Al（OH）₃+3CH₄↑，故答案為：Al₄C₃+12H₂O=4 Al（OH）₃+3CH₄↑；
③③用蘇打焙燒鋁土礦，類似于二氧化硅和碳酸鈉反應(yīng)，生成偏鋁酸鈉和二氧化碳，所以化學(xué)方程式為：Al₂O₃+Na₂CO₃  $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2 NaAlO₂+CO₂↑，故答案為：Al₂O₃+Na₂CO₃  $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2 NaAlO₂+CO₂↑；
（2）CH₃MgCl水解生成氫氧化鎂、氯化鎂和甲烷，水解方程式為：2CH₃MgCl+2H₂O?Mg（OH）₂↓+MgCl₂+2CH₄↑，故答案為：2CH₃MgCl+2H₂O?Mg（OH）₂↓+MgCl₂+2CH₄↑；
（3）負極性氧化反應(yīng)，且電解質(zhì)呈堿性，生成偏鋁酸根離子，所以電極反應(yīng)式為：Al+4OH^--4e^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案為：Al+4OH^--4e^-=AlO₂^-+2H₂O．

點評 本題考查鹽的水解反應(yīng)、反應(yīng)熱的有關(guān)計算和電化學(xué)的相關(guān)知識點，學(xué)生要學(xué)會蓋斯定律的準確應(yīng)用，比較容易．