Question

（12分）（1）環(huán)境專家認(rèn)為可以用金屬鋁將水體中的NO₃^-轉(zhuǎn)化為N₂，從而消除污染。該反應(yīng)中涉及的微粒有：H₂O、Al、OH^－、Al(OH)₃、NO₃^-、N₂，請將這些微粒中除NO₃^-以外的微粒填入以下空格內(nèi)（不用配平）。

該反應(yīng)過程中，被氧化與被還原的元素的物質(zhì)的量之比為                  。
（2）我國首創(chuàng)的海洋電池以海水為電解質(zhì)溶液，電池總反應(yīng)是4Al ＋3O₂＋6H₂O ="4" Al(OH)₃。電池正極的電極反應(yīng)式是                ；消耗13.5 g Al時(shí)轉(zhuǎn)移_________mole^-。
（3）鋁與某些金屬氧化物在高溫下的反應(yīng)稱為鋁熱反應(yīng)，可用于冶煉高熔點(diǎn)的金屬。
已知：4Al(s) ＋3O₂(g) = 2Al₂O₃(s)△H = －2830 kJ/mol
 △H = ＋230 kJ/mol
C(s)＋O₂(g) = CO₂(g) △H = －390 kJ/mol
鋁與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是                    ，鋁熱反應(yīng)屬于______（填字母）反應(yīng)。
a．氧化還原       b．復(fù)分解      c．置換

Answer 1

（1）NO₃^- ＋ Al ＋H₂O→ Al(OH)₃ ＋ N₂ ＋ OH^－（2分）  5∶3
（2）O₂＋4e^－+2H₂O＝4OH^－  1.5
（3）2 Al(s) ＋ Fe₂O₃ (s)＝ 2 Fe(s) ＋Al₂O₃ (s) △H ＝ － 600 kJ/mol     a c

試題分析：（1）根據(jù)金屬鋁將水體中的NO₃^-轉(zhuǎn)化為N₂，可知Al為還原劑，則Al(OH)₃為氧化產(chǎn)物，再根據(jù)電荷守恒和原子守恒可得：NO₃^- ＋ Al ＋H₂O→ Al(OH)₃ ＋ N₂ ＋ OH^－；Al元素被氧化，N元素被還原，則被氧化與被還原的元素的物質(zhì)的量分別為x、y，由電子守恒可知，x×（3-0）=y×（5-0），解得x：y=5：3，所以被氧化與被還原的元素的物質(zhì)的量之比為5∶3。
（2）由電池總反應(yīng)4Al+3O₂+6H₂O=4Al（OH）₃可知，Al作負(fù)極，氧氣在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)為2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；Al元素由0價(jià)升高為+3價(jià)，則 Al～3e?，所以消耗13.5 g Al時(shí)轉(zhuǎn)移電子：13.5g÷27g/mol×3=1.5mol。
（3）首先寫出化學(xué)方程式并注明各物質(zhì)的狀態(tài)，然后根據(jù)蓋斯定律求出?H，?H="1/2" ?H₁+?H₂ – 3/2 ?H₃=－ 600 kJ?mol?¹，可寫成熱化學(xué)方程式；鋁熱反應(yīng)發(fā)生了化合價(jià)的變化，為氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)物為一種單質(zhì)和一種化合物，生成了一種新的單質(zhì)和一種新的化合物，也屬于置換反應(yīng)，故a、c選項(xiàng)正確。