Question

明礬石經(jīng)處理后得到明礬[KAl（SO₄）₂·12H₂O]。從明礬制備Al、K₂SO₄和H₂SO₄的工藝過(guò)程如下所示：
焙燒明礬的化學(xué)方程式為：4KAl（SO₄）₂·12H₂O＋3S=2K₂SO₄＋2Al₂O₃＋9SO₂↑＋48H₂O
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）在焙燒明礬的反應(yīng)中，還原劑是________。
（2）從水浸后的濾液中得到K₂SO₄晶體的方法是________。

（3）Al₂O₃在一定條件下可制得AlN，其晶體結(jié)構(gòu)如右圖所示，該晶體中Al的配位數(shù)是________。
（4）以Al和NiO（OH）為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時(shí)NiO（OH）轉(zhuǎn)化為Ni（OH）₂，該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。
（5）焙燒產(chǎn)生的SO₂可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa時(shí)：
2SO₂（g）＋O₂（g）2SO₃（g）　ΔH₁＝－197 kJ/mol；
H₂O（g）=H₂O（l）　ΔH₂＝－44 kJ/mol；
2SO₂（g）＋O₂（g）＋2H₂O（g）=2H₂SO₄（l）　ΔH₃＝－545 kJ/mol。
則SO₃（g）與H₂O（l）反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是________。焙燒948 t明礬（M＝474 g/mol），若SO₂的利用率為96%，可生產(chǎn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸________t。

Answer 1

（1）S（硫）�。�2）蒸發(fā)結(jié)晶　（3）4
（4）Al＋3NiO（OH）＋NaOH＋H₂O=NaAlO₂＋3Ni（OH）₂
（5）SO₃（g）＋H₂O（l）=H₂SO₄（l）　ΔH＝－130 kJ/mol　432

結(jié)合流程圖，根據(jù)物質(zhì)的溶解性去分析解決問(wèn)題。（1）根據(jù)焙燒明礬的化學(xué)方程式中各元素的化合價(jià)可知，明礬中部分硫元素的化合價(jià)降低，而硫單質(zhì)在反應(yīng)中元素的化合價(jià)升高，故還原劑為單質(zhì)硫。（2）從濾液中得到晶體的方法為蒸發(fā)結(jié)晶。（3）由圖中的晶體結(jié)構(gòu)可以看出每個(gè)Al原子的周圍距離相等且最近的N原子有4個(gè)，故其配位數(shù)為4。（4）放電時(shí)Al作負(fù)極，失電子被氧化，NiO（OH）在正極得電子，反應(yīng)的方程式為Al＋3NiO（OH）＋NaOH＋H₂O=NaAlO₂＋3Ni（OH）₂。（5）給題中的三個(gè)熱化學(xué)方程式分別編號(hào)為①、②、③，根據(jù)蓋斯定律由（③－①）－②可得到目標(biāo)熱化學(xué)方程式；設(shè)可生成硫酸的質(zhì)量為x噸，據(jù)題意列式得到××96%＝，故x＝432。
點(diǎn)撥：知識(shí)：氧化還原反應(yīng)、實(shí)驗(yàn)基本操作、原子配位數(shù)、原電池電池反應(yīng)方程式、熱化學(xué)方程式。能力：考查考生框圖推斷能力、讀圖識(shí)圖分析圖像能力、知識(shí)應(yīng)用能力。試題難度：較大。