Question

Ⅰ、铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及其合金在生产生活中的应用十分广泛．
（1）金属铝的生产是以Al₂O₃为原料，与冰晶石（Na₃AlF₆）在熔融状态下进行电解，则化学方程式为：

 

．其电极均由石墨材料做成，则电解时不断消耗的电极是

 

（填“阴极”或“阳极”）．
（2）对铝制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命．以处理过的铝材为阳极，在H₂SO₄溶液中电解，铝材
表面形成氧化膜，阳极反应式为

 

．
（3）铝电池性能优越，Al-Ag₂O电池可用作水下动力电源，化学反应为2Al+3Ag₂O+2NaOH+3H₂O═2Na[Al（OH）₄]+6Ag，则负极的电极反应式为

 

，正极附近溶液的pH

 

（填“变大”、“不
变”或“变小”）．
Ⅱ、氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用．
（1）图是在一定温度和压强下N₂和H₂反应生成1molNH₃过程中能量变化示意图，请写出合成氨的热化学反应方程式：

 

（△H的数值用含字母a、b的代数式表示）．
（2）工业合成氨的反应为
N₂（g）+3H₂（g）

催化剂

高温高压

2NH₃（g）．
在一定温度下，将一定量的N₂和H₂通入到体积为1L的密闭容器中，反应达到平衡后，改变下列条件，能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是

 

．
A．增大压强       B．增大反应物的浓度       C．使用催化剂      D．降低温度
Ⅲ、铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用．请回答下列问题：
（1）黄铁矿（FeS₂）是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料．其中一个反应为：
3FeS₂+8O₂

高温  .

6SO₂+Fe₃O₄，有3mol FeS₂参加反应，转移

 

mol电子；
（2）氯化铁溶液称为化学试剂中的“多面手”，写出SO₂通入氯化铁溶液中反应的离子方程式：

 

．

Answer 1

分析：Ⅰ、（1）以Al₂O₃为原料，与冰晶石（Na₃AlF₆）在熔融状态下进行电解生成铝和氧气；阳极上生成氧气消耗电极石墨；
（2）以处理过的铝材为阳极，在H₂SO₄溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极反应为铝失电子生成氧化铝，依据电极反应和电荷守恒分析；
（3）依据电池反应分析元素化合价变化，负极是铝失电子在碱溶液中生成四羟基合铝酸钠，正极氧化银得到电子生成银依据碱性环境分析正极附近生成氢氧根离子；
Ⅱ、（1）由图求出N₂和H₂反应生成1molNH₃的反应热，再根据热化学反应方程式的书写解答；
（2）依据化学平衡移动原理分析判断，化学平衡常数随温度变化；
Ⅲ、（1）依据化学方程式和元素化合价变化分析计算电子转移；
（2）氯化铁具有氧化性和二氧化硫反应生成硫酸和氯化亚铁，依据电荷守恒和原子守恒写出离子方程式．

解答：解：Ⅰ、（1）以Al₂O₃为原料，与冰晶石（Na₃AlF₆）在熔融状态下进行电解生成铝和氧气反应的化学方程式为：2Al₂O₃

Na3AlF6高温  .

4Al+3O₂；阳极上生成氧气消耗电极石墨，
故答案为：2Al₂O₃

Na3AlF6高温  .

4Al+3O₂ ；阳极；
（2）对铝制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命．以处理过的铝材为阳极，在H₂SO₄溶液中电解，铝材面形成氧化膜，铝失电子生成氧化铝，反应的阳极电极反应为：2Al+3H₂O-6e^-=Al₂O₃+6H⁺，
故答案为：2Al+3H₂O-6e^-=Al₂O₃+6H⁺；
（3）化学反应为2Al+3Ag₂O+2NaOH+3H₂O═2Na[Al（OH）₄]+6Ag，负极是铝失电子在碱溶液中生成四羟基合铝酸钠，则负极的电极反应式：Al+4OH^--3e^-=[Al（OH）₄^-]，
故答案为：Al+4OH^--3e^-=[Al（OH）₄^-]；
Ⅱ、（1）由图可知，N₂和H₂反应生成1molNH₃放出的热量为（b-a）kJ，该反应的热化学反应方程式为N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-2（b-a）kJ?mol^-1，
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-2（b-a）kJ?mol^-1；
（2）一定温度下，将一定量的N₂和H₂通入到体积为1L的密闭容器中，反应达到平衡后，改变下列条件，能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是：
A．增大压强，平衡正向进行，但平衡常数不变，故A符合；
B．增大反应物的浓度，平衡正向进行，平衡常数不变，故B符合；
C．使用催化剂不能改变平衡，平衡不动，平衡常数不变，故C不符合；
D．反应是放热反应，降低温度平衡向放热反应方向进行，平衡正向进行，平衡常数增大，故D不符合；
故选AB；
Ⅲ、（1）3FeS₂+8O₂

高温  .

6SO₂+Fe₃O₄，有3mol FeS₂参加反应，电子转移为8×2×2=32mol，故答案为：32；
（2）二氧化硫通入氯化铁溶液中发生反应，二氧化硫被氧化为硫酸，氯化铁被还原为氯化亚铁，反应的离子方程式为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．

点评：本题考查了原电池、电解原理分析判断，化学平衡移动原理应用，平衡常数的概念分析判断，氧化还原反应电子转移数计算方法，掌握基础是解题关键，题目难度中等．