(2013•四川)明矾石经处理后得到明矾[KAl(SO4)2•12H2O].从明矾制备Al、K2SO4、和H2SO4的工

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  • 解题思路:(1)依据化学方程式中元素化合价变化分析判断,元素化合价升高的做还原剂发生氧化反应;

    (2)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是利用硫酸钾溶解度随温度变化,可以利用蒸发溶剂方法结晶析出;

    (3)配位化合物中直接和中心原子(或离子)相联系的配位原子的数目;

    (4)以Al和NiO(OH)为电极,铝做原电池 负极失电子发生氧化反应,NiO(OH)得到电子发生还原反应,结合原子守恒和电子守恒写出反应化学方程式;

    (5)①依据热化学方程式和盖斯定律计算得到;

    ②依据硫元素守恒计算得到;

    解;(1)4KAl(SO42•12H2O+3S═2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O反应硫单质中硫元素化合价升高为+4价.硫酸根离子中硫元素化合价从+6价变化为+4价,复印纸还原剂是硫单质;

    故答案为:S;

    (2)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是利用硫酸钾溶解度随温度变化不大,可以利用蒸发溶剂方法结晶析出晶体;

    故答案为:蒸发结晶;

    (3)依据晶体晶胞结构分析,结合配位数含义可知,镁个铝原子和四个单原子相连,所以铝原子的配位数为4;

    故答案为:4;

    (4)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,铝做负极失电子在氢氧化钠溶液中生成偏铝酸钠,反应的化学方程式为:

    Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni(OH)2

    故答案为:Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni(OH)2

    (5)①2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H1=-197kJ/mol;Ⅰ

    H2O(g)⇌H2O(l)△H2=-44kJ/mol;Ⅱ

    2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)═2H2SO4(l)△H3=-545kJ/mol.Ⅲ

    依据盖斯定律Ⅲ-Ⅰ-2×Ⅱ得到:2SO3(g)+2H2O(l)=2H2SO4(l)△H=-260KJ/mol;

    即反应的热化学方程式为:SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)△H=-130KJ/mol;

    故答案为:SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)△H=-130KJ/mol;

    ②948 t明矾生成SO2物质的量为4500mol 故生成硫酸的质量m=4500×0.96×98÷0.98=432000Kg=432t.

    故答案为:432t;

    点评:

    本题考点: 镁、铝的重要化合物;用盖斯定律进行有关反应热的计算;化学电源新型电池;化学平衡的计算;物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.

    考点点评: 本题考查了氧化还原反应概念分析判断,晶体结构的理解分析,原电池反应的实质应用,热化学方程式和盖斯定律的计算,元素守恒的计算应用,题目难度中等.