Question

（12分）（1）環(huán)境專(zhuān)家認(rèn)為可以用金屬鋁將水體中的NO₃ ^- 轉(zhuǎn)化為N₂，從而消除污染。該反應(yīng)中涉及的微粒有：H₂O、Al、OH^－、Al(OH)₃、NO₃^-、N₂，請(qǐng)將這些微粒中除NO₃^-以外的微粒填入以下空格內(nèi)（不用配平）。

該反應(yīng)過(guò)程中，被氧化與被還原的元素的物質(zhì)的量之比為                   。

（2）我國(guó)首創(chuàng)的海洋電池以海水為電解質(zhì)溶液，電池總反應(yīng)是4Al ＋3O₂ ＋6H₂O =4 Al(OH)₃ 。電池正極的電極反應(yīng)式是                 ；消耗13.5 g Al時(shí)轉(zhuǎn)移_________mole^-。

（3）鋁與某些金屬氧化物在高溫下的反應(yīng)稱(chēng)為鋁熱反應(yīng)，可用于冶煉高熔點(diǎn)的金屬。

已知：4Al(s) ＋3O₂(g) = 2Al₂O₃(s) △H = －2830 kJ/mol

  △H = ＋230 kJ/mol

C(s)＋O₂(g) = CO₂(g)  △H = －390 kJ/mol

鋁與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是                     ，鋁熱反應(yīng)屬于______（填字母）反應(yīng)。

a．氧化還原       b．復(fù)分解      c．置換

 

Answer 1

【答案】

（1）NO₃^- ＋ Al ＋H₂O→ Al(OH)₃ ＋ N₂ ＋ OH^－（2分）  5∶3

（2）O₂＋4e^－+2H₂O＝4OH^－  1.5

（3）2 Al(s) ＋ Fe₂O₃ (s)＝ 2 Fe(s) ＋Al₂O₃ (s)  △H ＝ － 600 kJ/mol     a c

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)金屬鋁將水體中的NO₃^-轉(zhuǎn)化為N₂，可知Al為還原劑，則Al(OH)₃為氧化產(chǎn)物，再根據(jù)電荷守恒和原子守恒可得：NO₃^- ＋ Al ＋H₂O→ Al(OH)₃ ＋ N₂ ＋ OH^－；Al元素被氧化，N元素被還原，則被氧化與被還原的元素的物質(zhì)的量分別為x、y，由電子守恒可知，x×（3-0）=y×（5-0），解得x：y=5：3，所以被氧化與被還原的元素的物質(zhì)的量之比為5∶3。

（2）由電池總反應(yīng)4Al+3O₂+6H₂O=4Al（OH）₃可知，Al作負(fù)極，氧氣在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)為2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；Al元素由0價(jià)升高為+3價(jià)，則 Al～3e‾，所以消耗13.5 g Al時(shí)轉(zhuǎn)移電子：13.5g÷27g/mol×3=1.5mol。

（3）首先寫(xiě)出化學(xué)方程式并注明各物質(zhì)的狀態(tài)，然后根據(jù)蓋斯定律求出∆H，∆H=1/2 ∆H₁+∆H₂ – 3/2 ∆H₃=－ 600 kJ•mol‾¹，可寫(xiě)成熱化學(xué)方程式；鋁熱反應(yīng)發(fā)生了化合價(jià)的變化，為氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)物為一種單質(zhì)和一種化合物，生成了一種新的單質(zhì)和一種新的化合物，也屬于置換反應(yīng)，故a、c選項(xiàng)正確。

考點(diǎn)：本題考查離子方程式、電極方程式、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)和相關(guān)計(jì)算。