Question

20．3D打印是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)．鎳粉、尼龍鋁、PLA等均是常見的3D打印“墨水”．
（1）制備高純鎳粉有高冰鎳氧氣頂吹法及電解法等．
①已知2Ni₃S₂（s）+7O₂ （g）═6NiO（s）+4SO₂（g）△H₁=akJ•mol^-1
Ni₃S₂（s）+4NiO（s）═7Ni（s）+2SO₂（g）△H₂=bkJ•mol^-1
則反應(yīng)Ni₃S₂（s）+2O₂（g）═3Ni（s）+2SO₂（g）△H=$\frac{2a+3b}{7}$kJ•mol^-1（用含a、b的代數(shù)式表示）．
②電解Ni₃S₂粗品精煉Ni的反應(yīng)為：Ni₃S₂ $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$3Ni+2S；用NiCl₂溶液作電解液，電解時(shí)陰極上主要的電極反應(yīng)式為Ni²⁺+2e^-=Ni，陽極上主要的電極反應(yīng)式為Ni₃S₂-6e^-=3Ni²⁺+2S
（2）尼龍鋁是由鋁粉及聚丙烯腈（）混合物制作而成的復(fù)合材料．工業(yè)上用氧化鋁電解冶鋁的化學(xué)方程式為2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;\;\;電解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑；聚丙烯腈單體分子中位于同一平面的原子數(shù)目最多為7個(gè)．
（3）在眾多3D打印材料中，PLA（聚乳酸）堪稱最環(huán)保、最安全．以A為原料合成PLA的主要流程如下：

①A的結(jié)構(gòu)簡式為CH₃CHO
②C→PLA的反應(yīng)類型為縮聚反應(yīng)，反應(yīng)方程式為．

Answer 1

分析 （1）①（I）2Ni₃S₂（s）+7O₂ （g）═6NiO（s）+4SO₂（g）△H₁=akJ•mol^-1
（II）Ni₃S₂（s）+4NiO（s）═7Ni（s）+2SO₂（g）△H₂=bkJ•mol^-1
由蓋斯定律可知，$\frac{（I）×2+（II）×3}{7}$得到Ni₃S₂（s）+2O₂（g）═3Ni（s）+2SO₂（g）；
②電解Ni₃S₂粗品精煉Ni的反應(yīng)為：Ni₃S₂ $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$3Ni+2S，陰極上得到電子生成Ni，陽極上S失去電子生成S；
（2）工業(yè)上用氧化鋁電解冶鋁，還生成氧氣；的單體為CH₂=CHCN，雙鍵為平面結(jié)構(gòu)、三鍵為直線結(jié)構(gòu)，且直接相連；
（3）以A為原料合成PLA，PLA為聚乳酸，C為CH₃CHOHCOOH，則B為CH₃CHOHCN，A為CH₃CHO，以此來解答．

解答 解：（1）①（I）2Ni₃S₂（s）+7O₂ （g）═6NiO（s）+4SO₂（g）△H₁=akJ•mol^-1
（II）Ni₃S₂（s）+4NiO（s）═7Ni（s）+2SO₂（g）△H₂=bkJ•mol^-1
由蓋斯定律可知，$\frac{（I）×2+（II）×3}{7}$得到Ni₃S₂（s）+2O₂（g）═3Ni（s）+2SO₂（g），△H=$\frac{2a+3b}{7}$kJ/mol，
故答案為：$\frac{2a+3b}{7}$；
②電解Ni₃S₂粗品精煉Ni的反應(yīng)為：Ni₃S₂ $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$3Ni+2S；用NiCl₂溶液作電解液，電解時(shí)陰極上主要的電極反應(yīng)式為Ni²⁺+2e^-=Ni，陽極上主要的電極反應(yīng)式為Ni₃S₂-6e^-=3Ni²⁺+2S，
故答案為：Ni²⁺+2e^-=Ni；Ni₃S₂-6e^-=3Ni²⁺+2S；
（2）工業(yè)上用氧化鋁電解冶鋁的化學(xué)方程式為2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;\;\;電解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑；的單體為CH₂=CHCN，雙鍵為平面結(jié)構(gòu)、三鍵為直線結(jié)構(gòu)，且直接相連，所有原子共面，則聚丙烯腈單體分子中位于同一平面的原子數(shù)目最多為7個(gè)，
故答案為：2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;\;\;電解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O₂↑；7；
（3）以A為原料合成PLA，PLA為聚乳酸，C為CH₃CHOHCOOH，則B為CH₃CHOHCN，A為CH₃CHO，
①由上述分析可知A的結(jié)構(gòu)簡式為CH₃CHO，故答案為：CH₃CHO；
②C→PLA的反應(yīng)類型為縮聚反應(yīng)，反應(yīng)為，
故答案為：縮聚反應(yīng)；．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合，涉及有機(jī)物的合成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、反應(yīng)熱與焓變、電解等，為高頻考點(diǎn)，把握有機(jī)物合成流程中的反應(yīng)、蓋斯定律的應(yīng)用、電極反應(yīng)的書寫等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度不大．