Question

【題目】我國神舟十一號載人飛船在酒泉衛星發射中心成功發射，為我們更好地掌握空間交會對接技術、開展地球觀測活動奠定了基礎。我國制造航天飛船的主要材料是鋁，因而其也被稱為會飛的金屬，請根據其性質回答下列問題：

(1)現在工業冶煉鋁的化學方程式為 _______________。

(2)鋁鋰形成化合物LiAlH4既是金屬儲氫材料又是有機合成中的常用試劑，遇水能得到無色溶液并劇烈分解釋放出H2，LiAlH4在化學反應中通常作_______(填“氧化”或“還原”)劑。

(3)鋁電池性能優越，在現代生產、生活中有廣泛的應用。

①Al-Ag2O電池可用作水下動力電源，化學反應為：2Al+3Ag2O+2NaOH+3H2O＝2Na[Al(OH)4]+6Ag，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”)。

②鋁一空氣電池以其環保、安全而受到越來越多的關注，其原理如下圖所示。

該電池的正極反應方程式為_______________；電池中NaCl溶液的作用是_______________；以該電池為電源，用惰性電極電解Na2SO4溶液，當Al電極質量減少1.8g時，電解池陰極生成的氣體在標準狀況下的體積為____________L。

Answer 1

【答案】2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 還原 Al+4OH－-3e－=[Al(OH)4]－ 變大 O2+4e－+ 2H2O=4OH－ 增強溶液的導電能力 2.24

【解析】

(1)工業冶煉鋁的化學方程式為2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。

(2)鋁鋰形成化合物LiAlH4中氫為-1價，遇水能得到無色溶液并劇烈分解釋放出H2，化合價升高，因此LiAlH4在化學反應中通常作還原劑。

(3)①根據反應2Al+3Ag2O+2NaOH+3H2O＝2Na[Al(OH)4]+6Ag可知Al化合價升高，發生氧化反應，作負極，因此負極的電極反應式為Al+4OH－－3e－=[Al(OH)4]－，正極反應式為Ag2O + H2O + 2e－＝Ag + 2OH－，因此正極附近溶液的pH變大。

②該電池正極為氧氣，得到電子變為氫氧根，其反應方程式為O2+4e－+2H2O＝4OH－；電池中NaCl溶液的作用是增強溶液的導電能力，以該電池為電源，用惰性電極電解Na2SO4溶液，當Al電極質量減少1.8g時，陰極產生氫氣，根據得失電子關系2Al～3H2可知生成標況下氫氣體積為1.8g×3×22.4L/54g＝2.24L。