Question

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（Na₃A1F₆）在熔融状态下进行电解，其阴极电极反应式为

 

，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”），冰晶石的作用为

 

．
（2）铝电池性能优越，A1-Ag₂O电池可用作水下动力电源，化学反应为2Al+3Ag₂O+2NaOH=2NaAl0₂+6Ag+H₂0，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”）．
已知：①2Al（s）+3Cl₂（g）═2AlCl₃（s）△H₁=-1390.8kJ/mol
②4Al（s）+3O₂（g）═2Al₂O₃（s）△H₂=-3339.6kJ/mol
③2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₃=-221.0 kJ/mol
Al₂O₃（s）+3Cl₂（g）+3C（s）═2AlCl₃（s）+3CO（g）的△AH=

 

．

Answer 1

考点：电解原理,用盖斯定律进行有关反应热的计算

专题：

分析：（1）工业上采用电解Al₂O₃来制取Al，电解的阴极、阳极材料均由石墨材料做，因阳极上O^2-失电子发生氧化反应生成O₂，阴极铝离子得到电子发生还原反应生成铝，Al₂O₃的熔点很高，熔化得需要较多能量，加入助熔剂就可节约能量，降低熔化温度；
（2）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；
依据盖斯定律将已知方程式变形并进行混合运算解答．

解答： 解：Ⅰ（1）用电解Al₂O₃来制取Al，电解的阴极、阳极材料均由石墨材料做，因阳极上O^2-失电子发生氧化反应生成O₂，阳极材料与该极上生成的O₂反应被消耗，阴极铝离子得到电子发生还原反应生成铝，电极反应式为：Al³⁺+3e^-=Al，Al₂O₃的熔点很高，熔化得需要较多能量，加入助熔剂就可节约能量，降低熔化温度；
故答案为：Al³⁺+3e^-=Al；阳极； 降低氧化铝熔点；
（2）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^-]；正极氧化银得到电子生成银单质和氢氧根离子，所以正极溶液的pH变大；
①2Al（s）+3Cl₂（g）═2AlCl₃（s）△H₁=-1390.8kJ/mol
②4Al（s）+3O₂（g）═2Al₂O₃（s）△H₂=-3339.6kJ/mol
③2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₃=-221.0 kJ/mol
由盖斯定律知①-

②

2

+

③×3

2

得Al₂O₃（s）+3Cl₂（g）+3C（s）═2AlCl₃（s）+3CO（g），
△H=-1390.8kJ/mol-

1

2

×（-3339.6kJ/mol）+

3

2

×（-221.0 kJ/mol）=-52.5KJ/mol
故答案为：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；变大；-52.5KJ/mol．

点评：本题考查了电解原理、原电池工作原理，反应热的计算，侧重考查电极反应式的书写，掌握原电池、电解质的工作原理，明确电极反应式的书写原则，掌握盖斯定律求反应热的方法是解题关键，题目难度中等．