Question

明礬石經(jīng)處理后得到明礬【 KAl(SO₄)₂·12H₂O】。從明礬制備Al、K₂SO₄和H₂SO₄的工藝過程如下所示：

焙燒明礬的化學(xué)方程式為：4KAl(SO₄)₂·12H₂O+3S＝2K₂SO₄ +2Al₂O₃+9SO₂+48H₂O

請回答下列問題：

（1）在焙燒明礬的反應(yīng)中，還原劑是                  。

（2）從水浸后的濾液中得到K₂SO₄晶體的方法是                     。

（3）A1₂O₃在一定條件下可制得AIN，其晶體結(jié)構(gòu)如右圖所示，該晶體中Al的配位數(shù)是    。

（4）以Al和NiO(OH)為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)₂，該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式是                             。

（5）焙燒產(chǎn)生的SO₂可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa時：

2SO₂(g) +O₂(g)2SO₃(g)           △H₁= 一197 kJ/mol；

2H₂O (g)＝2H₂O(1)                  △H₂＝一44 kJ/mol；

2SO₂(g)+O₂(g)+2H₂O(g)＝2H₂SO₄(l)    △H₃＝一545 kJ/mol。

則SO₃ (g)與H₂O(l)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是         ①                 。

焙燒948t明礬(M＝474 g/mol )，若SO₂的利用率為96%，可生產(chǎn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98％的硫酸  ②   t。

 

Answer 1

【答案】

（1）S

（2）蒸發(fā)結(jié)晶

（3）4

（4）Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋H₂O=3Ni(OH)₂＋NaAlO₂

（5）①SO₃(g)＋H₂O(l)=H₂SO₄(l)△H=-130kJ·mol^－1②432

【解析】根據(jù)焙燒反應(yīng)可知還原劑是S，氧化劑是明礬，從濾液中得到硫酸鉀晶體的方法是 結(jié)晶，一個Al周圍有4個N，因此其配位數(shù)是4,⑷該電池Al作負(fù)極，反應(yīng)為Al＋4OH^—-3e^- =AlO₂^-＋2H₂O，正極反應(yīng)：NiO(OH)＋e^-＋H₂O=Ni(OH)₂＋OH^—，相加得總反應(yīng)。⑸根據(jù)蓋斯定律可寫出熱化學(xué)方程式，

根據(jù)關(guān)系式4KAl(SO₄)₂·12H₂O～9H₂SO₄

4×474             9×98

948×96%           t×98% t=432t。

【考點定位】本題是工業(yè)流程題，考查的知識點有：氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)的分離、電化學(xué)、熱化學(xué)、計算、晶體的結(jié)構(gòu)等。能力層面考查學(xué)生的分析、解決問題的能力，用化學(xué)知識表述能力、計算能力。