Question

（12分）（1）環(huán)境專家認為可以用金屬鋁將水體中的NO轉化為N2，從而清除污染。該反應中涉及的粒子有：H2O、Al、OH、Al(OH)3、NO、N2，寫出反應的離子方程式 。

（2）我國首創(chuàng)的海洋電池以海水為電解質溶液，電池總反應為：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3。電池正極的電極反應式為 。

（3）已知：4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(g) △H=－2834.9kJ/mol

Fe2O3(s)+C(s)= CO2(g)+2Fe(s) △H=+234.1kJ/mol

C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=－393.5kJ/mol

寫出鋁與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應的熱化學方程式 。

（4）將一定質量的鈉鋁合金置于水中，合金全部溶解，得到20mol，pH=14的溶液，然后2mol/L鹽酸滴定，可得沉淀質量與消耗的鹽酸體積關系如下圖：則反應過程中產(chǎn)生氫氣的總體積為 L（標準狀況）

 

 

Answer 1

（每空3分）（1）6NO3-+10Al+18H2O＝10Al（OH）3+3N2↑+6OH- （2）2H2O+O2+4e-=4OH-

（3）2Al（s）+Fe2O3（s）==2Fe（s）+Al2O3（s）△H=-593.1kJ/mol； （4）2.016

【解析】

試題分析：（1）由金屬鋁將水體中的NO3-轉化為N2可知，反應中Al元素被氧化，化合價由0價升高到＋3價；N元素被還原，化合價從＋5價降低到0價，則根據(jù)電子得失守恒可知反應的離子方程式為6NO3-+10Al+18H2O＝10Al（OH）3+3N2↑+6OH-；

（2）由電池總反應4Al+3O2+6H2O=4Al（OH）3可知，Al作負極，氧氣在正極上得電子發(fā)生還原反應，正極反應為2H2O+O2+4e-＝4OH-；

（3）由①4Al（s）+3O2（g）=2Al2O3（g）△H=-2834.9kJ/mol，②Fe2O3（s）+C（s）=CO2（g）+2Fe（s）△H=＋234.1kJ/mol，③C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律可知，①×+②-③×可得，2Al（s）+Fe2O3（s）=2Fe（s）=2Fe（s）+Al2O3（s）△H=-593.1kJ/mol；

（4）由2Na+2H2O═2NaOH+H2↑、2Al+2H2O+2NaOH═2NaAlO2+3H2↑、NaOH+HCl═NaCl+H2O、NaAlO2+HCl+H2O═Al（OH）3↓+NaCl可知，反應后n（Na）=n（NaCl）=n（NaOH）+n（NaAlO2），

由圖象可知，30mL鹽酸生成沉淀最大，則n（NaCl）=n（HCl）=0.03L×2mol/L=0.06mol，由合金全部溶解后得到20mol，pH=14的溶液，n（NaOH）=0.02L×1mol/L=0.02mol，則n（Al）=n（NaAlO2）=0.06mol-0.02mol=0.04mol，即合金中Na為0.06mol、Al為0.04mol，設反應過程中產(chǎn)生氫氣的物質的量為n，由電子守恒可知，0.06mol×1+0.04mol×3=n×2×1，解得n=0.09mol，所以在標況下其體積為0.09mol×22.4L/mol=2.016L。

考點：考查氧化還原反應、原電池、蓋斯定律計算反應熱、化學反應與圖象的計算