Question

3．鋁是地殼中含量最高的金屬元素，其單質及合金在生產生活中的應用日趨廣泛．
（1）真空碳熱還原-氯化法可實現由鋁土礦制備金屬鋁，其相關反應的熱化學方程式如下：
Al₂O₃（s）+AlCl₃（g）+3C（s）═3AlCl（g）+3CO（g）△H=a kJ•mol^-1
3AlCl（g）═2Al（l）+AlCl₃（g）△H=b kJ•mol^-1
反應Al₂O₃（s）+3C（s）═2Al（l）+3CO（g）的△H=a+bkJ•mol^-1（用含a、b的代數式表示）．
（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方程式為Mg₁₇Al₁₂+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^-1 HCl溶液中，混合物Y能完全釋放出H₂．1mol Mg₁₇Al₁₂完全吸氫后得到的混合物Y與上述鹽酸完全反應，釋放出H₂的物質的量為52mol．
（3）鋁電池性能優越，Al-AgO/Ag電池可用作水下動力電源，其原理如圖所示．該電池反應的化學方程式為2Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO₂+3Ag+H₂O．

Answer 1

分析 （1）將兩個方程式相加即得目標方程式，焓變相應的改變；
（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、鋁和鹽酸反應生成的氫氣；
（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生成偏鋁酸鈉，正極上氧化銀得電子生成銀，據此寫出電池反應式．

解答 解：（1）根據蓋斯定律，將題中所給兩方程式相加得Al₂O₃（s）+3C（s）=2Al（l）+3CO（g），對應的△H=（a+b）kJ•mol^-1，
故答案為：a+b；
（2）①鎂、鋁都是活潑的金屬單質，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生成H₂，生成氫氣的物質的量分別為17mol、18mol，則生成氫氣一共（17+17+12×$\frac{3}{2}$）mol=52mol，故答案為：52mol；
（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，電解質溶液為NaOH溶液，所以其電池反應式為2Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO₂+3Ag+H₂O，故答案為：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以及電化學反應方程式，意在考查考生閱讀新信息，處理新情況的能力，電極反應式的書寫是易錯點，難度較大．