Question

（14分）已知用NaAlO₂制備α—Al(OH)₃及能量轉化關系如圖：

（1）反應②的熱化學方程式為                          。
（2）根據上述能量轉化關系，拜耳公司找到了一種簡捷的從鋁土礦獲取Al₂O₃的方法，流程如下：

①物質A的化學式為           ；
②步驟Ⅲ的化學反應方程式為                                    ；檢驗步驟Ⅲ中沉淀是否洗凈的方法是                          ；
③步驟Ⅱ采用冷卻的方法析出α—Al(OH)₃，該措施的依據是               ；
④工業上可電解上述產物Al₂O₃以獲得Al，若獲得2.7kgAl，則理論上消耗A的物質的量至少為       mol。有人提出用熔融Na[AlCl4]與NaCl的混合物代替Al₂O₃進行電解獲得Al，則陰極反應為              。

Answer 1

（14分）
（1）NaAlO₂(aq)+2H₂O(l) = NaOH(aq)+α—Al(OH)₃（s） ?H=—50kJ?mol?¹（2分）
（2）①NaOH（2分） ②2Al(OH)₃Al₂O₃+3H₂O（2分）
取最后一次洗滌液做焰色反應，如果火焰沒有黃色則已經洗凈，反之則未洗凈（2分）
③NaAlO₂水解生成α—Al(OH)₃為放熱反應，冷卻降溫促使NaAlO₂水解正向移動或減小α—Al(OH)₃在強堿中的溶解（2分）
④100（2分） AlCl₄^-+3e?=Al+4Cl?（2分）

試題分析：（1）首先寫出反應②的化學方程式并注明狀態NaAlO₂(aq)+2H₂O(l) = NaOH(aq)+α—Al(OH)₃（s）根據蓋斯定律求出該反應的焓變?H=­—1/2?H₁ + 1/2?H₃=—50kJ?mol?¹，可得熱化學方程式為。
（2）①Al₂O₃為兩性氧化物，所以物質A為NaOH。
②步驟Ⅲ為Al(OH)₃焙燒分解生成Al₂O₃，所以化學方程式為：2Al(OH)₃Al₂O₃+3H₂O；步驟Ⅲ中沉淀如果沒有洗滌干凈，表面會含有Na⁺，所以檢驗方法為：取最后一次洗滌液做焰色反應，如果火焰沒有黃色則已經洗凈，反之則未洗凈。
③根據（1）中熱化學方程式可知NaAlO₂水解生成α—Al(OH)₃為放熱反應，冷卻降溫促使NaAlO₂水解正向移動或減小α—Al(OH)₃在強堿中的溶解。
④根據化學方程式可得對應關系：Al ～ NaOH 所以n（NaOH）=2700g÷27g/mol=100mol，陰極上發生AlCl₄^-得電子反應，電極方程式為：AlCl₄^-+3e?=Al+4Cl?