Question

（2012?江蘇）鋁是地殼中含量最高的金屬元素，其單質(zhì)及合金在生產(chǎn)生活中的應(yīng)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(guān)反應(yīng)的熱化學方程式如下：
Al₂O₃（s）+AlC₁₃（g）+3C（s）=3AlCl（g）+3CO（g）△H=a kJ?mol^-1
3AlCl（g）=2Al（l）+AlC₁₃（g）△H=b kJ?mol^-1
①反應(yīng)Al₂O₃（s）+3C（s）=2Al（l）+3CO（g）的△H=

a+b

kJ?mol^-1（用含a、b 的代數(shù)式表示）．
②Al₄C₃是反應(yīng)過程中的中間產(chǎn)物．Al₄C₃ 與鹽酸反應(yīng)（產(chǎn)物之一是含氫量最高的烴） 的化學方程式為

Al₄C₃+12HCl=4AlCl₃+3CH₄↑

．
（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(zhì)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(yīng)方程式為Mg₁₇Al₁₂2+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

防止Mg Al被空氣氧化

．
②在6.0mol?L-1HCl 溶液中，混合物Y 能完全釋放出H₂．1mol Mg₁₇ Al₁₂ 完全吸氫后得到的混合物Y 與上述鹽酸完全反應(yīng)，釋放出H₂ 的物質(zhì)的量為

52mol

．
③在0.5mol?L-1NaOH 和1.0mol?L^-1 MgCl₂溶液中，混合物Y 均只能部分放出氫氣，反應(yīng)后殘留固體物質(zhì)的X^-射線衍射譜圖如圖1所示（X^-射線衍射可用于判斷某晶態(tài)物
質(zhì)是否存在，不同晶態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)衍射峰的衍射角不同）．在上述NaOH 溶液中，混合物Y 中產(chǎn)生氫氣的主要物質(zhì)是

Al

無此空

（填化學式）．
（3）鋁電池性能優(yōu)越，Al-AgO 電池可用作水下動力電源，其原理如圖2所示．該電池反應(yīng)的化學方程式為

2Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO₂+3Ag+H₂O

．

Answer 1

分析：（1）①將兩個方程式相加即得目標方程式，焓變相應(yīng)的改變；
②含氫量最高的烴為CH₄，再根據(jù)反應(yīng)物、生成物結(jié)合原子守恒寫出反應(yīng)方程式；
（2）①鎂、鋁是親氧元素，易被氧氣氧化；
②釋放出的H₂ 包括Mg₁₇Al₁₂吸收的氫，還包括鎂、鋁和鹽酸反應(yīng)生成的氫氣；
③根據(jù)衍射圖確定產(chǎn)生氫氣的主要物質(zhì)，第一個衍射圖中鋁的量較少，第二個衍射圖中鋁的量較多；
（3）該原電池中，鋁易失去電子作負極，則銀是正極，負極上鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，正極上氧化銀得電子生成銀，據(jù)此寫出電池反應(yīng)式．

解答：解：（1）①根據(jù)蓋斯定律，將題中所給兩方程式相加得Al₂O₃（s）+3C（s）=2Al（l）+3CO（g），對應(yīng)的△H=（a+b）kJ?mol^-1，
故答案為：a+b；
②含氫量最高的烴為CH₄，根據(jù)碳原子守恒，3個碳需要結(jié)合12個H原子形成3個CH₄，再由鋁原子守恒，4個鋁需要結(jié)合12個Cl形成4個AlCl₃，所以Al₄C₃與HCl之間為1：12參加反應(yīng)，故該反應(yīng)方程式為：Al₄C₃+12HCl=4AlCl₃+3CH₄↑，故答案為：Al₄C₃+12HCl=4AlCl₃+3CH₄↑；
（2）①鎂、鋁都是活潑的金屬單質(zhì)，容易被空氣中的氧氣氧化，通入氬氣作保護氣，以防止二者被氧化
，故答案為：防止Mg Al被空氣氧化；
②1molMg₁₇Al₁₂完全吸氫17mol，在鹽酸中會全部釋放出來，鎂鋁合金中的鎂和鋁都能與鹽酸反應(yīng)生成H₂，生成氫氣的物質(zhì)的量分別為17mol、18mol，則生成氫氣一共（17+17+12×

3

2

）mol=52mol，
故答案為：52；
③鎂與NaOH不反應(yīng)，再根據(jù)衍射譜圖可知，在NaOH溶液中產(chǎn)生氫氣的主要物質(zhì)是鋁，故答案為：Al；（3）鋁做負極，失電子被氧化，在堿性溶液中生成NaAlO₂，氧化銀做正極，得電子被還原為Ag，電解質(zhì)溶液為NaOH溶液，所以其電池反應(yīng)式為：2Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO₂+3Ag+H₂O．

點評：本題以鋁為題材，考查蓋斯定律、鋁及其化合物的性質(zhì)以及電化學反應(yīng)方程式，意在考查考生閱讀新信息，處理新情況的能力，電極反應(yīng)式的書寫是易錯點，難度較大．