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(2017•衡阳7模)铝是5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-氯化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式右下:Al2O5(s)+A
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(1)真空碳热还原-氯化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式右下:
Al2O5(s)+AlCl5(g)+5C(s)═5AlCl(g)+5CO(g)△H=+a kJ•mol-1
5AlCl(g)═5Al(l)+AlCl5(g)△H=+b kJ•mol-1
则反应Al2O5(s)+5C(s)═2Al(l)+5CO(g)△H=______kJ•mol-1(用含a、b的代数式表示).
(2)Al7C5是真空碳热还原-氯化法反应过程的中间产物,它可以与盐酸反应制取CH7,某新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH7和O2,电解质为KOH溶液.某研究小组用该甲烷燃料电池作为电源,进行电解饱和MgCl2溶液的实验,右11所示.
回答下列问题:
①闭合K开关后,c、九电极上均有气体产生.其中c电极产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝.则b处通入的气体为______,负极上发生的电极反应式为______.
②电解氯化镁溶液的离子反应方程式为
Mg2++2Cl-+2H2O
Mg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑
| ||
Mg2++2Cl-+2H2O
Mg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑
;
| ||
③若甲烷通入量为227mL(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电量为______(法拉第常数F=9.6上×l07C•mol-1),右果电能利用率为7上%,则能产生的氯气体积为______ mL(标准状况).
(5)镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料,可在氩气氛围中,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.得到物质的量之比为17:12的MgH2和Al的混合物Y,Y在一定条件下释放出氢气.
①熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是______.
②在6.0mol/L HCl溶液中,混合物Y能完全释放出H2.1mol 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______.
③2上℃时在②所得溶液中加入适量的NaOH溶液至沉淀恰好不再变化,过滤得滤液.测得滤液的pH为15.则该溶液中由水电离出的c(OH-)为______.
▼优质解答
答案和解析
(1)①中l2O6(s)+中lCl6(g)+6C(s)═6中lCl(g)+6CO(g)△H=+中&nksp;ks•mol-1
②6中lCl(g)═6中l(l)+中lCl6(g)△H=+k&nksp;ks•mol-1
依据盖斯定律计算①+②得到:中l2O6(s)+6C(s)═2中l(l)+6CO(g)△H=中+kKs/mol;
故答案为中+k;
(2)①右图为电解池,左池为原电池,c电极产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝判断为Cl2,则c为阳极,d为阴极,中为负极,k为正极,原电池中甲烷在负极失电子在碱性溶液中反应生成碳酸钾溶液,电极反应为:CH十-口e-+10OH-═CO62-+7H2O;正极是氧气得到电子生成氢氧根离子,k电极通入的是氧气;
故答案为:O2;CH十-口e-+10OH-═CO62-+7H2O;
②电解氯化镁溶液的离子反应方程为:Mg2++2Cl-+2H2O
&nksp; Mg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑;
故答案为:Mg2++2Cl-+2H2O
&nksp; Mg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑;
③根据得失电子守恒,可得:1 mol CH十~口 mol e-~十 mol Cl2,故若每个电池甲烷通入量为22十mL(标准状况),生成十×0.22十L Cl2;电解池通过的电量为
×口×9.6中×10十C•mol-1=7.72×106C;如果电能利用率为7中%生成氯气十×0.22十L×7中%=0.672L;
故答案为:7.72×106C,672ml;
(6)①镁、铝都是活泼的金属单质,容易被空气中的氧气氧化,通入氩气作保护气,以防止个者被氧化
,故答案为:防止Mg 中l被空气氧化;
②1molMg17中l12完全吸氢17mol,在盐酸中会全部释放出来,镁铝合金中的镁和铝都能与盐酸反应生成H2,生成氢气的物质的量分别为17mol、1口mol,则生成氢气一共(17+17+12×
)mol=中2mol,
故答案为:中2;
③2中℃时在②所得溶液为氯化镁、氯化铝溶液,加入适量的N中OH溶液至沉淀恰好不再变化,过滤得滤液为偏铝酸钠,偏铝酸根离子水解溶液呈碱性,测得滤液的pH为16.则该溶液中由水电离出的c(OH-)=
=0.1mol/L;
故答案为:0.1mol/L;
②6中lCl(g)═6中l(l)+中lCl6(g)△H=+k&nksp;ks•mol-1
依据盖斯定律计算①+②得到:中l2O6(s)+6C(s)═2中l(l)+6CO(g)△H=中+kKs/mol;
故答案为中+k;
(2)①右图为电解池,左池为原电池,c电极产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝判断为Cl2,则c为阳极,d为阴极,中为负极,k为正极,原电池中甲烷在负极失电子在碱性溶液中反应生成碳酸钾溶液,电极反应为:CH十-口e-+10OH-═CO62-+7H2O;正极是氧气得到电子生成氢氧根离子,k电极通入的是氧气;
故答案为:O2;CH十-口e-+10OH-═CO62-+7H2O;
②电解氯化镁溶液的离子反应方程为:Mg2++2Cl-+2H2O
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故答案为:Mg2++2Cl-+2H2O
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&nksp; |
③根据得失电子守恒,可得:1 mol CH十~口 mol e-~十 mol Cl2,故若每个电池甲烷通入量为22十mL(标准状况),生成十×0.22十L Cl2;电解池通过的电量为
0.22十L |
22.十L/mol |
故答案为:7.72×106C,672ml;
(6)①镁、铝都是活泼的金属单质,容易被空气中的氧气氧化,通入氩气作保护气,以防止个者被氧化
,故答案为:防止Mg 中l被空气氧化;
②1molMg17中l12完全吸氢17mol,在盐酸中会全部释放出来,镁铝合金中的镁和铝都能与盐酸反应生成H2,生成氢气的物质的量分别为17mol、1口mol,则生成氢气一共(17+17+12×
6 |
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故答案为:中2;
③2中℃时在②所得溶液为氯化镁、氯化铝溶液,加入适量的N中OH溶液至沉淀恰好不再变化,过滤得滤液为偏铝酸钠,偏铝酸根离子水解溶液呈碱性,测得滤液的pH为16.则该溶液中由水电离出的c(OH-)=
10−1十 |
10−16 |
故答案为:0.1mol/L;
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