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隨著低碳鋼等潔凈鋼技術(shù)的發(fā)展,Al2O3-C耐火材料和鋼水之間的相互作用已成為當(dāng)前的一個(gè)研究重點(diǎn)。請(qǐng)回答下列問題:

(1)將鎂片、鋁片平行插入一定濃度的NaOH溶液中,用導(dǎo)線連接成閉合回路,如圖1所示。寫出鋁電極的電極反應(yīng)式:
Al+4OH--3e-=
A
l
O
-
2
+2H2O
Al+4OH--3e-=
A
l
O
-
2
+2H2O
。
(2)在埋炭實(shí)驗(yàn)條件下,不同碳素材料的Al2O3-C耐火材料與鐵液之間的可能反應(yīng)如下:
①2Al2O3(s)?4Al(s)+3O2(g)△H1=+3351.4 kJ?mol -1
②C(s)+O2(g)═CO2(g)△H2=-393.5 kJ?mol -1
③C(s)+CO2(g)═2CO(g)△H3=+172.5 kJ?mol -1
④3C(s)+Al2O3(s)?2Al(s)+3CO(g)△H4
則△H4=
-3968.55
-3968.55
 kJ?mol-1。
(3)直接碳熱還原氧化鋁法除需要高溫外,系統(tǒng)中生成的碳化鋁、碳氧化鋁等會(huì)與生成的鋁混合在一起,難以分離。實(shí)際生產(chǎn)中,至今仍未用直接碳熱還原氧化鋁法來煉鋁。氧化鋁碳熱還原氯化法煉鋁是生產(chǎn)鋁的一種可行性新方法,其反應(yīng)過程如下:
⑤Al2O3(s)+3C(s)+AlCl3(g)
高溫
3AlCl(g)+3CO(g)△H5
⑥3AlCl(g)
低溫
2Al(l)+AlCl3(g)△H6
反應(yīng)⑤、反應(yīng)⑥中自由能(△G)與溫度(T)的變化關(guān)系如圖2所示,由此判斷反應(yīng)⑤對(duì)應(yīng)圖中的曲線
I
I
(填“I”或“II”),試分析氧化鋁碳熱還原氯化法煉鋁的可行性:
反應(yīng)⑤生成的AlCl為氣體,容易從體系中分離,在另一個(gè)溫度較低的地方分解得到金屬鋁和三氯化鋁,從而將金屬鋁生產(chǎn)出來
反應(yīng)⑤生成的AlCl為氣體,容易從體系中分離,在另一個(gè)溫度較低的地方分解得到金屬鋁和三氯化鋁,從而將金屬鋁生產(chǎn)出來

(4)在埋炭情況下,碳過剩時(shí),碳的氧化反應(yīng)主要考慮:C(s)+CO2(g)?2CO(g)。在實(shí)驗(yàn)室研究該反應(yīng),一定溫度下,向某體積可變的恒壓密閉容器(總壓強(qiáng)為p)中加入足量的碳和2 molCO2(g),平衡時(shí)體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖3所示。
①650℃反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),容器體積為10L,則平衡時(shí)c(CO)=
0.1 mol/L
0.1 mol/L
。
②T℃時(shí),若向平衡體系中再充入一定量n(CO):n(CO2)=3:2的混合氣體,則平衡
向逆反應(yīng)方向
向逆反應(yīng)方向
(填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”)移動(dòng)。
③800℃時(shí),如圖CO的體積分?jǐn)?shù)為92%,用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=
10.58P
10.58P
[用含p的代數(shù)式表示,氣體分壓(p)=氣體總壓(p)×體積分?jǐn)?shù)]。

【答案】Al+4OH--3e-=
A
l
O
-
2
+2H2O;-3968.55;I;反應(yīng)⑤生成的AlCl為氣體,容易從體系中分離,在另一個(gè)溫度較低的地方分解得到金屬鋁和三氯化鋁,從而將金屬鋁生產(chǎn)出來;0.1 mol/L;向逆反應(yīng)方向;10.58P
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:25引用:1難度:0.6
相似題
  • 1.類推時(shí)要注意物質(zhì)的相似性和特殊性,下列類推結(jié)論正確的是(  )
    選項(xiàng) 化學(xué)事實(shí) 類推結(jié)論
    A 鈉與水反應(yīng)生成NaOH和H2 高溫下鐵與水反應(yīng)也生成堿和H2
    B 溶解度:CaCO3<Ca(HCO32 溶解度:Na2CO3<NaHCO3
    C 氫氧化鋁加熱分解為金屬氧化物和水 氫氧化鎂、氫氧化鐵也能加熱分解生成相應(yīng)的金屬氧化物和水
    D 碳酸鈉、碳酸氫鈉溶液均顯堿性 鈉鹽溶液均能使酚酞變紅

    發(fā)布:2024/12/30 5:0:1組卷:55引用:2難度:0.7
  • 2.金屬及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系是化學(xué)學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容之一、下列各組物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系,不能均由一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/11/25 13:0:1組卷:135引用:6難度:0.5
  • 3.若用鎂鋁合金混合物、稀硫酸、稀鹽酸、NaOH溶液制取MgCl2、Al2(SO43溶液,
    (1)先將廢料加入到氫氧化鈉溶液中,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是
     

    (2)過濾,將難溶物加入到
     
    中,可得到
     
    溶液,反應(yīng)的離子方程式是
     

    (3)向(2)中濾液加入適量的
     
    ,反應(yīng)的離子方程式為:
     
    .再過濾,將沉淀物加入到
     
    中,可得到
     
    溶液,反應(yīng)的離子方程式是
     

    發(fā)布:2024/12/31 8:0:1組卷:16引用:1難度:0.5
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