Question

（14分）用电化学原理研究金属铝具有重要的意义。

（1）已知：

①工业上利用惰性电极电解熔融的Al2O3冶炼铝，每消耗1000kJ电能时，生成27g铝，则电解过程中能量利用率为____。

③利用Al2O3制备无水AlCl3的反应为

。反应达平衡时，加入焦炭能使平衡向正反应方向移动，理由是­__________.

（2）为了防止钢材腐蚀，常采用电解熔融盐法在钢材表面镀铝。熔融盐中铝元素和氯元素仅以形式存在。如下图所示：

①钢材表面镀铝时，铝应接电源的________极。

②试分析电镀铝时不用氯化铝水溶液作电解液的原因：_______________.

（3）铝一空气-NaOH溶液组成的铝电池性能优越，可用于电动汽车。写出该电池的负极电极反应式______：

（4）铝可用于处理银器表面的黑斑(Ag2S)。将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，形成原电池，可将Ag2S转化为Ag，该过程中食盐水的作用为_______________.

Answer 1

（1）①80% ② -3257.6 ③焦炭可消耗产物中的氧气，使c(O2)变小，同时焦炭与O2反应放出大量的热量，都有利于平衡向右移动 （2） ①正 ②H＋得电子的能力比Al3＋得电子的能力强，若用氯化铝水溶液作电解液，阴极上将发生反应2H＋+2e－=H2↑ （3）Al-3e+4OH－=AlO2-+2H2O （4）作电解质溶液

【解析】

试题分析：（1）①27g铝的物质的量为1mol,吸收800kJ热量，则电解过程中能量利用率为（800÷1000）×100%=80%，②根据盖斯定律，-（二式×2 + 一式×2）得—（1600×2+28.8×2）=-3257.6kJ?mol-1，③焦炭可消耗产物中的氧气，使c(O2)变小，同时焦炭与O2反应放出大量的热量，都有利于平衡向右移动，所以需定期加入焦炭。

（2）①在钢材表面镀铝，镀层金属做阳极，铝作阳极，应接电源的正极，②H＋得电子的能力比Al3＋得电子的能力强，若用氯化铝水溶液作电解液，阴极上将发生反应2H＋+2e－=H2↑，无法镀铝，所以不用氯化铝水溶液作电解液。

（3）铝一空气-NaOH溶液组成的铝电池，铝是活泼金属失电子，做负极，铝离子与OH－反应，所以该电池的负极电极反应式为Al-3e+4OH－=AlO2-+2H2O。

（4）根据原电池的构成条件，该过程中食盐水的作用为作电解质溶液。

考点：考查电解原理的应用，原电池的工作原理。