(14分)已知用NaAlO2制备α—Al(OH)3及能量转化关系如图:
(1)反应②的热化学方程式为 。
(2)根据上述能量转化关系,拜耳公司找到了一种简捷的从铝土矿获取Al2O3的方法,流程如下:
①物质A的化学式为 ;
②步骤Ⅲ的化学反应方程式为 ;检验步骤Ⅲ中沉淀是否洗净的方法是 ;
③步骤Ⅱ采用冷却的方法析出α—Al(OH)3,该措施的依据是 ;
④工业上可电解上述产物Al2O3以获得Al,若获得2.7kgAl,则理论上消耗A的物质的量至少为 mol。有人提出用熔融Na[AlCl4]与NaCl的混合物代替Al2O3进行电解获得Al,则阴极反应为 。
(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)
取最后一次洗涤液做焰色反应,如果火焰没有黄色则已经洗净,反之则未洗净(2分)
③NaAlO2水解生成α—Al(OH)3为放热反应,冷却降温促使NaAlO2水解正向移动或减小α—Al(OH)3在强碱中的溶解(2分)
④100(2分) AlCl4-+3e‾=Al+4Cl‾(2分)
题目分析:(1)首先写出反应②的化学方程式并注明状态NaAlO2(aq)+2H2O(l) = NaOH(aq)+α—Al(OH)3(s)根据盖斯定律求出该反应的焓变∆H=—1/2∆H1 + 1/2∆H3=—50kJ•mol‾1,可得热化学方程式为。
(2)①Al2O3为两性氧化物,所以物质A为NaOH。
②步骤Ⅲ为Al(OH)3焙烧分解生成Al2O3,所以化学方程式为:2Al(OH)3Al2O3+3H2O;步骤Ⅲ中沉淀如果没有洗涤干净,表面会含有Na+,所以检验方法为:取最后一次洗涤液做焰色反应,如果火焰没有黄色则已经洗净,反之则未洗净。
③根据(1)中热化学方程式可知NaAlO2水解生成α—Al(OH)3为放热反应,冷却降温促使NaAlO2水解正向移动或减小α—Al(OH)3在强碱中的溶解。
④根据化学方程式可得对应关系:Al ~ NaOH 所以n(NaOH)=2700g÷27g/mol=100mol,阴极上发生AlCl4-得电子反应,电极方程式为:AlCl4-+3e‾=Al+4Cl‾