明矾石经处理后得到明矾[KAl（SO 4 ） 2 ·12H 2 O]。从明矾制备Al、K 2 SO 4 和H 2 SO 4 的工艺过程如下

Question

明矾石经处理后得到明矾[KAl（SO 4 ） 2 ·12H 2 O]。从明矾制备Al、K 2 SO 4 和H 2 SO 4 的工艺过程如下所示： 焙烧明矾的化学方程式为：4KAl（SO 4 ） 2 ·12H 2 O＋3S=2K 2 SO 4 ＋2Al 2 O 3 ＋9SO 2 ↑＋48H 2 O请回答下列问题：（1）在焙烧明矾的反应中，还原剂是________。（2）从水浸后的滤液中得到K 2 SO 4 晶体的方法是________。 （3）Al 2 O 3 在一定条件下可制得AlN，其晶体结构如右图所示，该晶体中Al的配位数是________。（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 ，该电池反应的化学方程式是________。（5）焙烧产生的SO 2 可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa时：2SO 2 （g）＋O 2 （g） 2SO 3 （g）　ΔH 1 ＝－197 kJ/mol；H 2 O（g）=H 2 O（l）　ΔH 2 ＝－44 kJ/mol；2SO 2 （g）＋O 2 （g）＋2H 2 O（g）=2H 2 SO 4 （l）　ΔH 3 ＝－545 kJ/mol。则SO 3 （g）与H 2 O（l）反应的热化学方程式是________。焙烧948 t明矾（M＝474 g/mol），若SO 2 的利用率为96%，可生产质量分数为98%的硫酸________t。

Answer 1

（1）S（硫）　（2）蒸发结晶　（3）4 （4）Al＋3NiO（OH）＋NaOH＋H 2 O=NaAlO 2 ＋3Ni（OH） 2 （5）SO 3 （g）＋H 2 O（l）=H 2 SO 4 （l）　ΔH＝－130 kJ/mol　432

结合流程图，根据物质的溶解性去分析解决问题。（1）根据焙烧明矾的化学方程式中各元素的化合价可知，明矾中部分硫元素的化合价降低，而硫单质在反应中元素的化合价升高，故还原剂为单质硫。（2）从滤液中得到晶体的方法为蒸发结晶。（3）由图中的晶体结构可以看出每个Al原子的周围距离相等且最近的N原子有4个，故其配位数为4。（4）放电时Al作负极，失电子被氧化，NiO（OH）在正极得电子，反应的方程式为Al＋3NiO（OH）＋NaOH＋H 2 O=NaAlO 2 ＋3Ni（OH） 2 。（5）给题中的三个热化学方程式分别编号为①、②、③，根据盖斯定律由 （③－①）－②可得到目标热化学方程式；设可生成硫酸的质量为x吨，据题意列式得到 × ×96%＝ ，故x＝432。 点拨：知识：氧化还原反应、实验基本操作、原子配位数、原电池电池反应方程式、热化学方程式。能力：考查考生框图推断能力、读图识图分析图像能力、知识应用能力。试题难度：较大。