Question

鋁是最常見的金屬之一。

（1）濃硝酸、濃硫酸可貯存在鋁制容器的原因是                           。

（2）納米鋁主要應用于火箭推進劑。工業上利用無水氯化鋁與氫化鋁鋰（LiAlH₄）在有機溶劑中反應制得納米鋁，化學方程式如下：3LiAlH₄+AlCl₃="4Al" + 3LiCl + 6H₂↑

該反應的氧化劑為               。

（3）氫化鋁鈉（NaAlH₄）是一種重要的儲氫材料，已知：

NaAlH₄(s)=Na₃AlH₆ (s)+ Al (s) + H₂(g)    ΔH＝+ 37 kJ·molˉ¹

Na₃AlH₆(s)="3NaH(s)+" Al (s) + H₂(g)      ΔH＝+ 70.5 kJ·molˉ¹

則NaAlH₄(s)=" NaH(s)" + Al (s) +H₂(g)      ΔH＝                 。

（4）已知H₂O₂是一種弱酸，在強堿性溶液中主要以HO₂^－形式存在。目前研究比較熱門的Al－H₂O₂燃料電池，其原理如右圖所示，電池總反應如下：

2Al+3HO₂^－+3H₂O =2[Al(OH) ₄]^－+OH^－

①正極反應式為                         。

②與普通鋅錳干電池相比，當消耗相同質量的負極活性物質時，Al－H₂O₂燃料電池的理論放電量約為普通鋅錳干電池的______倍。

③Al電極易被NaOH溶液化學腐蝕，這是該電池目前未能推廣使用的原因之一。反應的離子方程式為                              。

 

Answer 1

【答案】

（9分）（1）常溫下，鋁易被濃硝酸、濃硫酸鈍化

（2）LiAlH₄、AlCl₃   （3）+ 60.5 kJ·molˉ¹

（4）① 3HO₂^－+3H₂O+6e^－=9OH^－（或HO₂^－+H₂O+2e^－=3OH^－） 

② 3.6 （2分）   ③ 2Al+6H₂O+2OH^－=2[Al(OH) ₄]^－+3H₂↑

【解析】

試題分析：（1）常溫下，鋁易被濃硝酸、濃硫酸鈍化，所以濃硝酸、濃硫酸可貯存在鋁制容器中。

（2）根據反應的方程式可知，鋁元素的化合價從＋3價降低到0價，得到電子，發生還原反應，所以氧化劑是LiAlH₄、AlCl₃ 。

（3）根據蓋斯定律可知，①＋②×1/3，即得到反應式NaAlH₄(s)=" NaH(s)" + Al (s) +H₂(g)，所以該反應的△H＝＋37 kJ/mol＋70.5 kJ/mol÷3＝60.5 kJ/mol.

（4）①原電池中正極得到電子，則根據總的反應式可知Al失去電子，做負極，所以正極反應式是3HO₂^－+3H₂O+6e^－=9OH^－（或HO₂^－+H₂O+2e^－=3OH^－）。

②普通鋅錳干電池中負極是鋅，65g鋅失去2mol電子，而65g鋁失去電子，所以Al－H₂O₂燃料電池的理論放電量約為普通鋅錳干電池的7.22÷2＝3.6倍。

③鋁能和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應的離子方程式是2Al+6H₂O+2OH^－=2[Al(OH) ₄]^－+3H₂↑。

考點：考查鋁的性質、用途、反應熱的計算、電極反應式的書寫以及有關計算

點評：該題是中等難度的試題，試題設計新穎，基礎性強，有利于調動學生的學習興趣和學習積極性，激發學生的學習求知欲，也有利于培養學生的規范答題能力和邏輯推理能力，提高學生的學習效率。