Question

鋁是地殼中含量最高的金屬元素，其單質及其合金在生產生活中的應用十分廣泛．
（1）金屬鋁的生產是以Al₂O₃為原料，與冰晶石（Na₃A1F₆）在熔融狀態下進行電解，其陰極電極反應式為

 

，其電極均由石墨材料做成，則電解時不斷消耗的電極是

 

（填“陰極”或“陽極”），冰晶石的作用為

 

．
（2）鋁電池性能優越，A1-Ag₂O電池可用作水下動力電源，化學反應為2Al+3Ag₂O+2NaOH=2NaAl0₂+6Ag+H₂0，則負極的電極反應式為

 

，正極附近溶液的pH

 

（填“變大”“不變”或“變小”）．
已知：①2Al（s）+3Cl₂（g）═2AlCl₃（s）△H₁=-1390.8kJ/mol
②4Al（s）+3O₂（g）═2Al₂O₃（s）△H₂=-3339.6kJ/mol
③2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₃=-221.0 kJ/mol
Al₂O₃（s）+3Cl₂（g）+3C（s）═2AlCl₃（s）+3CO（g）的△AH=

 

．

Answer 1

考點：電解原理,用蓋斯定律進行有關反應熱的計算

專題：

分析：（1）工業上采用電解Al₂O₃來制取Al，電解的陰極、陽極材料均由石墨材料做，因陽極上O^2-失電子發生氧化反應生成O₂，陰極鋁離子得到電子發生還原反應生成鋁，Al₂O₃的熔點很高，熔化得需要較多能量，加入助熔劑就可節約能量，降低熔化溫度；
（2）依據電池反應分析元素化合價變化，負極是鋁失電子在堿溶液中生成四羥基合鋁酸鈉，正極氧化銀得到電子生成銀依據堿性環境分析正極附近生成氫氧根離子；
依據蓋斯定律將已知方程式變形并進行混合運算解答．

解答： 解：Ⅰ（1）用電解Al₂O₃來制取Al，電解的陰極、陽極材料均由石墨材料做，因陽極上O^2-失電子發生氧化反應生成O₂，陽極材料與該極上生成的O₂反應被消耗，陰極鋁離子得到電子發生還原反應生成鋁，電極反應式為：Al³⁺+3e^-=Al，Al₂O₃的熔點很高，熔化得需要較多能量，加入助熔劑就可節約能量，降低熔化溫度；
故答案為：Al³⁺+3e^-=Al；陽極； 降低氧化鋁熔點；
（2）化學反應為2Al+3Ag₂O+2NaOH+3H₂O═2Na[Al（OH）₄]+6Ag，負極是鋁失電子在堿溶液中生成四羥基合鋁酸鈉，則負極的電極反應式：Al+4OH^--3e^-=[Al（OH）₄^-]；正極氧化銀得到電子生成銀單質和氫氧根離子，所以正極溶液的pH變大；
①2Al（s）+3Cl₂（g）═2AlCl₃（s）△H₁=-1390.8kJ/mol
②4Al（s）+3O₂（g）═2Al₂O₃（s）△H₂=-3339.6kJ/mol
③2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₃=-221.0 kJ/mol
由蓋斯定律知①-

②

2

+

③×3

2

得Al₂O₃（s）+3Cl₂（g）+3C（s）═2AlCl₃（s）+3CO（g），
△H=-1390.8kJ/mol-

1

2

×（-3339.6kJ/mol）+

3

2

×（-221.0 kJ/mol）=-52.5KJ/mol
故答案為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；變大；-52.5KJ/mol．

點評：本題考查了電解原理、原電池工作原理，反應熱的計算，側重考查電極反應式的書寫，掌握原電池、電解質的工作原理，明確電極反應式的書寫原則，掌握蓋斯定律求反應熱的方法是解題關鍵，題目難度中等．