Question

20．無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]制備無水氯化鋁的流程如圖1：

（1）焙燒爐中產生的SO₂直接排放到空氣中會形成酸雨，若某地酸雨的pH為4.6，在空氣中放置一段時間后，pH變為4.0，其原因為酸雨中的弱酸亞硫酸被氧化為強酸硫酸，2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄，使溶液中的c（H⁺）增大，pH減小（用化學用語和必要的文字簡述）．
（2）氯化爐中發生的主要反應為：2Al₂O₃（s）+6Cl₂（g）?4AlCl₃（g）+3O₂（g）△H＞0，反應達平衡時，加焦炭能使平衡向正反應方向移動，理由是焦炭可消耗產物中的氧氣，使c（O₂）變小；且放出熱量，溫度升高，導致平衡向正反應方向移動．
（3）工業上利用如圖2裝置制備氯氣：已知左側原電池的工作原理為：2Na₂S₂+NaBr₃$\frac{\underline{\;放電\;}}{\;}$Na₂S₄+3NaBr
①用惰性電極電解飽和食鹽水的離子方程式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
②如圖2所示原電池放電時，電池中的Na⁺向右槽（填“左槽”或“右槽”）移動，左槽中發生的電極反應式為2S₂^2-?2e^-=S₄^2-．

Answer 1

分析 （1）亞硫酸放置在空氣中被氧化為硫酸，硫酸為強酸，酸性增大；
（2）焦炭能與氧氣反應，使生成物氧氣的濃度減小，且焦炭與氧氣的反應為放熱反應，溫度升高，均有利于反應的正向移動；
（3）①用惰性電極電解飽和食鹽水，由氯離子和水中的氫離子放電得到氯氣和氫氣；
②原電池左側發生氧化反應，為負極，右側為正極，電解質溶液陽離子向正極移動；由反應2Na₂S₂+NaBr₃$\frac{\underline{\;放電\;}}{\;}$Na₂S₄+3NaBr可知，左側S₂^2-放電生成S₄^2-．

解答 解：（1）酸雨中的弱酸亞硫酸被氧化為強酸硫酸，2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄，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酸硫酸，2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄，使溶液中的c（H⁺）增大，pH減小；
（2）焦炭可消耗產物中的氧氣，使c（O₂）變小；且放出熱量，2Al₂O₃（s）+6Cl₂（g）?4AlCl₃（g）+3O₂（g）為吸熱反應，溫度升高，導致平衡向正反應方向移動；
故答案為：焦炭可消耗產物中的氧氣，使c（O₂）變小；且放出熱量，溫度升高，導致平衡向正反應方向移動；
（3）①用惰性電極電解飽和食鹽水，氯離子放電生成氯氣，水中的氫離子放電生成氫氣，則離子方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
②原電池左側發生氧化反應，為負極，右側為正極，電解質溶液陽離子向正極移動；由反應2Na₂S₂+NaBr₃$\frac{\underline{\;放電\;}}{\;}$Na₂S₄+3NaBr可知，左側S₂^2-放電生成S₄^2-；
故答案為：右槽；2S₂^2-?2e^-=S₄^2-．

點評 本題考查化學平衡移動、元素化合物性質、原電池、電解池、實驗方案設計等，是對學生綜合能力的考查，需要學生具備扎實的基礎與靈活運用能力，題目難度中等．