Question

鋁是地殼中含量最高的金屬元素，其單質及合金在生產生活中的應用日趨廣泛。

(1)真空碳熱還原­氯化法可實現(xiàn)由鋁土礦制備金屬鋁，其相關反應的熱化學方程式如下：

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

②Al₄C₃是反應過程中的中間產物。Al₄C₃與鹽酸反應(產物之一是含氫量最高的烴)的化學方程式為______________________________________________

___________________________________________________________________。

(2)鎂鋁合金(Mg₁₇Al₁₂)是一種潛在的貯氫材料，可在氬氣保護下，將一定化學計量比的Mg、Al單質在一定溫度下熔煉獲得。該合金在一定條件下完全吸氫的反應方程式為Mg₁₇Al₁₂＋17H₂===17MgH₂＋12Al。得到的混合物Y(17MgH₂＋12Al)在一定條件下可釋放出氫氣。

①熔煉制備鎂鋁合金(Mg₁₇Al₁₂)時通入氬氣的目的是________________________。

②在6.0 mol·L^－1 HCl溶液中，混合物Y能完全釋放出H₂。1 mol Mg₁₇Al₁₂完全吸氫后得到的混合物Y與上述鹽酸完全反應，釋放出H₂的物質的量為________。

(3)鋁電池性能優(yōu)越，Al­AgO電池可用作水下動力電源，其原理如圖所示。該電池反應的化學方程式為_________________________________________

_______________________________________________________。

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，根據蓋斯定律，由①＋②可得：Al₂O₃(s)＋3C(s)===2Al(l)＋3CO(g)　ΔH＝(a＋b) kJ·mol^－1。

含氫量最高的烴為CH₄，據此可知Al₄C₃與鹽酸發(fā)生的反應為Al₄C₃＋12HCl===4AlCl₃＋3CH₄↑。

(2)①Mg、Al都是活潑金屬，高溫時易與空氣中的O₂反應，通入氬氣的目的是隔絕空氣，防止Mg、Al被氧化。②1 mol Mg₁₇Al₁₂完全吸氫后得到的混合物Y中含有17 mol MgH₂和12 mol Al，與6.0 mol·L^－1鹽酸反應時，生成MgCl₂、AlCl₃和H₂，則生成H₂的物質的量為17 mol＋17 mol＋12 mol×＝52 mol。

(3)由鋁電池原理圖可知，Al作負極，AgO/Ag作正極，電池反應式為2Al＋3AgO＋2NaOH===2NaAlO₂＋3Ag＋H₂O。

【答案】　(1)①a＋b

②Al₄C₃＋12HCl===4AlCl₃＋3CH₄↑

(2)①防止Mg、Al被空氣氧化�、�52 mol

(3)2Al＋3AgO＋2NaOH===2NaAlO₂＋3Ag＋H₂O