Question

铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。

(1)真空碳热还原­氯化法可实现由铝土矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下：

Al₂O₃(s)＋AlCl₃(g)＋3C(s)===3AlCl(g)＋3CO(g)　ΔH＝a kJ·mol^－1

3AlCl(g)===2Al(l)＋AlCl₃(g)　ΔH＝b kJ·mol^－1

①反应Al₂O₃(s)＋3C(s)===2Al(l)＋3CO(g)的ΔH＝________kJ·mol^－1(用含a、b的代数式表示)。

②Al₄C₃是反应过程中的中间产物。Al₄C₃与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化学方程式为______________________________________________

___________________________________________________________________。

(2)镁铝合金(Mg₁₇Al₁₂)是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg₁₇Al₁₂＋17H₂===17MgH₂＋12Al。得到的混合物Y(17MgH₂＋12Al)在一定条件下可释放出氢气。

①熔炼制备镁铝合金(Mg₁₇Al₁₂)时通入氩气的目的是________________________。

②在6.0 mol·L^－1 HCl溶液中，混合物Y能完全释放出H₂。1 mol Mg₁₇Al₁₂完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应，释放出H₂的物质的量为________。

(3)铝电池性能优越，Al­AgO电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为_________________________________________

_______________________________________________________。

Answer 1

【解析】　(1)已知：①Al₂O₃(s)＋AlCl₃(g)＋3C(s)===3AlCl(g)＋3CO(g)　ΔH＝a kJ·mol^－1；

②3AlCl(g)===2Al(l)＋AlCl₃(g)　ΔH＝b kJ·mol^－1，根据盖斯定律，由①＋②可得：Al₂O₃(s)＋3C(s)===2Al(l)＋3CO(g)　ΔH＝(a＋b) kJ·mol^－1。

含氢量最高的烃为CH₄，据此可知Al₄C₃与盐酸发生的反应为Al₄C₃＋12HCl===4AlCl₃＋3CH₄↑。

(2)①Mg、Al都是活泼金属，高温时易与空气中的O₂反应，通入氩气的目的是隔绝空气，防止Mg、Al被氧化。②1 mol Mg₁₇Al₁₂完全吸氢后得到的混合物Y中含有17 mol MgH₂和12 mol Al，与6.0 mol·L^－1盐酸反应时，生成MgCl₂、AlCl₃和H₂，则生成H₂的物质的量为17 mol＋17 mol＋12 mol×＝52 mol。

(3)由铝电池原理图可知，Al作负极，AgO/Ag作正极，电池反应式为2Al＋3AgO＋2NaOH===2NaAlO₂＋3Ag＋H₂O。

【答案】　(1)①a＋b

②Al₄C₃＋12HCl===4AlCl₃＋3CH₄↑

(2)①防止Mg、Al被空气氧化　②52 mol

(3)2Al＋3AgO＋2NaOH===2NaAlO₂＋3Ag＋H₂O