Question

無(wú)水氯化鋁是一種重要的化工原料，利用明礬石[K₂SO₄?Al₂（SO₄）₃?2Al₂O₃?6H₂O]制備無(wú)水氯化鋁的流程如下：

（1）焙燒爐中產(chǎn)生的SO₂直接排放到空氣中會(huì)形成酸雨，若某地酸雨的pH為4.6，在空氣中放置一段時(shí)間后，pH變?yōu)?.0，其原因?yàn)開_____；（用必要的文字簡(jiǎn)述）．
（2）氯化爐中發(fā)生的主要反應(yīng)為：2Al₂O₃（s）+6Cl₂（g）?4AlCl₃（g）+3O₂（g）△H＞0．反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，加焦炭能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，理由是______．
（3）生產(chǎn)氯化鋁的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生SO₂、Cl₂等大氣污染物，若將二者按照一定比例通入水中可減少或消除污染．試設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)二者是否恰好完全反應(yīng)．（簡(jiǎn)要描述實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論）______．
儀器自選，可供選擇試劑如下：
①滴加酚酞的氫氧化鈉溶液  ②氯化亞鐵溶液  ③硫氰化鉀溶液  ④品紅溶液
（4）工業(yè)上利用如下裝置制備氯氣：已知左側(cè)原電池的工作原理為：2Na₂S₂+NaBr₃Na₂S₄+3NaBr
①用惰性電極電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為______ 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑

Answer 1

【答案】分析：（1）酸雨中的弱酸亞硫酸被氧化為強(qiáng)酸硫酸；
（2）焦炭可消耗產(chǎn)物中的氧氣，使c（O₂）變小，且燃燒放出熱量，溫度升高；
（3）二氧化硫溶液與氯水都可以漂白品紅溶液，據(jù)此設(shè)計(jì)；
（4）①惰性電極電解飽和氯化鈉溶液，生成氫氣、氯氣、氫氧化鈉；
②原電池左側(cè)發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，右側(cè)為正極，電解質(zhì)溶液陽(yáng)離子向正極移動(dòng)；
由反應(yīng)2Na₂S₂+NaBr₃Na₂S₄+3NaBr可知，左側(cè)S₂^2-放電生成S₄^2-
③該原電池工作一段時(shí)間后，測(cè)得左槽中Na⁺物質(zhì)的量由a mol變?yōu)閎 mol，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為（a-b）mol，電解池中b電極連接電源的正極，為陽(yáng)極，得到的氣體為氯氣，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移計(jì)算氯氣的物質(zhì)的量，再根據(jù)V=nV_m計(jì)算氯氣的體積．
解答：解：（1）酸雨中的弱酸亞硫酸被氧化為強(qiáng)酸硫酸，使溶液中的c（H⁺）增大，pH減小，
故答案為：酸雨中的弱酸亞硫酸被氧化為強(qiáng)酸硫酸，使溶液中的c（H⁺）增大，pH減小；
（2）焦炭可消耗產(chǎn)物中的氧氣，使c（O₂）變��；且放出熱量，溫度升高，導(dǎo)致平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，
故答案為：焦炭可消耗產(chǎn)物中的氧氣，使c（O₂）變小；且放出熱量，溫度升高，導(dǎo)致平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
（3）取少量溶液，向其中加入品紅溶液，若品紅溶液不褪色，說(shuō)明二者恰好完全反應(yīng)；否則，二者未完全反應(yīng)，
故答案為：取少量溶液，向其中加入品紅溶液，若品紅溶液不褪色，說(shuō)明二者恰好完全反應(yīng)；否則，二者未完全反應(yīng)；
（4）①惰性電極電解飽和氯化鈉溶液，生成氫氣、氯氣、氫氧化鈉，電解總反應(yīng)式為：2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
②原電池左側(cè)發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，右側(cè)為正極，電解質(zhì)溶液鈉離子向正極移動(dòng)，即向右槽移動(dòng)；
由反應(yīng)2Na₂S₂+NaBr₃Na₂S₄+3NaBr可知，左側(cè)S₂^2-放電生成S₄^2-，電極反應(yīng)式為：2S₂^2--2e^-=S₄^2-，
故答案為：右槽；2S₂^2--2e^-=S₄^2-；
③該原電池工作一段時(shí)間后，測(cè)得左槽中Na⁺物質(zhì)的量由a mol變?yōu)閎 mol，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為（a-b）mol，電解池中b電極連接電源的正極，為陽(yáng)極，得到的氣體為氯氣，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知氯氣的物質(zhì)的量為你，故生成氯氣的體積=×22.4L/mol=11.2（a-b）L，
故答案為：11.2（a-b）．
點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡移動(dòng)、元素化合物性質(zhì)、原電池、電解池、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用能力，題目難度中等．