Question

【題目】離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系。由有機(jī)陽離子、Al2Cl7—和AlCl4—組成的離子液體作電解液時(shí)，可在鋼制品上電鍍鋁。

(1)鋼制品應(yīng)接電源的 極，已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽離子不參與電極反應(yīng)，陰極電極反應(yīng)式為 。若改用AlCl3水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為 。

(2)為測定鍍層厚度，用NaOH溶液溶解鋼制品表面的鋁鍍層，當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)移6 mol電子時(shí)，所得還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為 mol。

(3)用鋁粉和Fe2O3做鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，需要的試劑還有 。

a．KCl b. KClO3 c. MnO2 d. Mg

取少量鋁熱反應(yīng)所得到的固體混合物，將其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象， (填“能”或“不能”)說明固體混合物中無Fe2O3，理由是 (用離子方程式說明)。

Answer 1

【答案】

(1)負(fù)；4Al2Cl7—+3=Al+7AlCl4—；H2(2)3

(3) b、d；不能；Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；2Fe3++ Fe=3Fe2+(或只寫Fe+ 2Fe3+ =3Fe2+)

【解析】

試題分析：(1)依據(jù)電鍍原理分析，鋼鐵上鍍鋁是利用鋁做陽極與電源正極相連，鋼鐵做陰極與電源負(fù)極相連，由有機(jī)陽離子、Al2Cl7-和AlCl4-組成的離子液體做電解液來實(shí)現(xiàn)，離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系，電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽離子不參與電極反應(yīng)，則陰極反應(yīng)生成鋁是發(fā)生的還原反應(yīng)，鋁元素化合價(jià)降低，分析離子液體成分，結(jié)合電荷守恒分析可知是Al2Cl7-得到電子生成，電極反應(yīng)為：4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4-；改用AlCl3水溶液作電解液是溶液中氫離子在陰極放電生成氫氣，2H++2e-=H2↑；故答案為：負(fù)；4Al2Cl7- + 3e- = Al + 7AlCl4- ； H2 ；

(2)依據(jù)鋁和氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式分析，2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+3H2↑+4H2O，還原產(chǎn)物為氫氣，當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)移6mol電子時(shí)，所得還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為3mol；故答案為：3；

(3)鋁熱反應(yīng)需要引發(fā)劑引發(fā)高溫反應(yīng)，用少量氯酸鉀和鎂條引發(fā)，點(diǎn)燃鎂條燃燒放熱使氯酸鉀分解生成氧氣助燃產(chǎn)生反應(yīng)引發(fā)所需要的溫度；鋁熱反應(yīng)所得的固體混合物，將其溶于足量H2SO4，滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，說明無鐵離子，但不能說明固體中不含氧化鐵，因?yàn)殇X熱反應(yīng)生成鐵，溶解于硫酸中鐵可以還原鐵離子為亞鐵離子，離子方程式為：Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O ， Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+ ；故答案為：bd；不能；Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O ； Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+。