Question

铝及其化合物在工业生产、日常生活中有广泛用途．
（l）工业上冶炼铝需要冰晶石（Na₃AlF₆）是

 

（填“离子化合物”或“共价化合物”）．工业上，利用氢氟酸和碳酸钠、氢氧化铝反应制备冰晶石．理论上，参与反应的HF、Na₂CO₃、Al（OH）₃的物质的量之比为

 

．
（2）工业制备铝，用石墨作电极，写出阴极反应式：

 

，阳极上收集的氧气体积小于理论值，可能的原因是

 

．
（3）铝热反应是工业冶炼难熔金属的重要反应．
①Al（s）+

3

4

O₂（g）═

1

2

Al₂O₃（s）△H₁
②4V（s）+5O₂（g）═2V₂O₅（s）△H₂
3V₂O₅（s）+10Al（s）═5Al₂O₃（s）+6V（s）△H=

 

．
（4）铁明矾化学式为Al₂Fe（SO₄）₄，它是一种净水剂．在铁明矾溶液中

c(Al3+)

c( SO 2- 4 )

 

1

2

（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

考点：电解原理,化学方程式的有关计算,用盖斯定律进行有关反应热的计算

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题,电化学专题

分析：（1）Na₃AlF₆是由活泼金属与活泼非金属构成的；根据原子守恒计算；
（2）电解熔融的氧化铝，阴极上铝离子得电子，阳极上氧离子失电子，高温下C与氧气反应；
（3）根据盖斯定律结合已知热化学方程式计算；
（4）铝离子水解，铝离子浓度减小．

解答： 解：（1）Na₃AlF₆是由活泼金属Na、Al与活泼非金属F构成的，微粒之间以静电作用结合，属于离子键，是离子化合物已知冰晶石的化学式：Na₃AlF₆，令Na₃AlF₆为1mol，则需要HF6mol，Na₂CO₃

3

2

mol，Al（OH）₃2mol，则理论上，参与反应的HF、Na₂CO₃、Al（OH）₃的物质的量之比为12：3：2；
故答案为：离子化合物；12：3：2；
（2）电解熔融的氧化铝，阴极上铝离子得电子，其电极反应式为：Al³⁺+3e^-=Al，阳极上氧离子失电子，高温下C与氧气反应，所以阳极上收集的氧气体积小于理论值；
故答案为：Al³⁺+3e^-=Al；高温下氧气与石墨反应；
（3）已知①Al（s）+

3

4

O₂（g）═

1

2

Al₂O₃（s）△H₁
②4V（s）+5O₂（g）═2V₂O₅（s）△H₂
由盖斯定律：①×10-②×

3

2

得 3V₂O₅（s）+10Al（s）═5Al₂O₃（s）+6V（s）△H=

20△H1-3△H2

2

，
故答案为：

20△H1-3△H2

2

；
（4）在铁明矾溶液中铝离子水解，铝离子浓度减小，硫酸根离子的浓度不变，所以溶液中

c(Al3+)

c( SO 2- 4 )

＜

1

2

，
故答案为：＜．

点评：本题考查了离子化合物的概念、电解原理的应用、盖斯定律的应用、盐的水解原理的应用等，题目侧重于反应原理的应用的考查，题目难度中等．