Question

【題目】鋁是最重要的金屬之一，鋁及其化合物在生活中有廣泛的用途。

(1)納米鋁粉可以作高效催化劑、導電膜層、高檔金屬顏料等。普通鋁在空氣中能穩(wěn)定存在，而納米鋁粉在空氣中能自燃，從影響反應速率的角度分析其原因是________。

(2)工業(yè)上可用鋁與軟錳礦(主要成分為MnO2)反應來治煉金屬錳。

①該反應的化學方程式為_________________。

②MnO2加入酸化后的H2O2溶液中，MnO2溶解，同時產生無色無味的氣體。該反應的離子方程式是_____________，該反應中還原劑是___________。

(3)煅燒硫酸鋁銨晶體，發(fā)生的主要反應為：4[NH4Al(SO4)2·12H2O]2Al2O3+2NH3↑+N2↑+5SO3↑+3SO2↑+53H2O將產生的氣體通過下圖所示裝置。

①集氣瓶中收集到的氣體是_________(填化學式)。

②B中酸性KMnO4溶液褪色(MnO4—還原為Mn2+)，發(fā)生反應的離子方程式為__________。

(4)Al(OH)3是重要化工原料。電解法制備高品質Al(OH)3的裝置如圖(中間用離子交換膜隔開)，電解總反應方程式為4NaAlO2＋10H2O4Al(OH)3↓＋4NaOH＋O2↑＋2H2↑，陽極的電極反應式為____________。

Answer 1

【答案】納米鋁粉的表面積大，與氧氣的接觸更加充分 3MnO2＋4Al3Mn＋2A12O3 MnO2＋H2O2＋2H+=Mn2+＋O2↑＋2H2O H2O2 N2 5SO2+2MnO4-+2H2O═5SO42-+2Mn2++4H+ 4AlO2-+6H2O-4e-=4Al（OH）3↓+O2↑

【解析】

（1）納米鋁粉的表面積比普通鋁大，與氧氣的接觸更加充分，所以納米鋁粉在空氣中能自燃，故答案為：納米鋁粉的表面積大，與氧氣的接觸更加充分；

（2）①高溫時，鋁與二氧化錳發(fā)生鋁熱反應生成錳和氧化鋁，反應的方程式為3MnO2＋4Al3Mn＋2A12O3，故答案為：3MnO2＋4Al3Mn＋2A12O3；

②由題意，MnO2加入酸化后的H2O2溶液中，MnO2溶解，同時產生無色無味的氣體，說明Mn元素化合價降低被還原，MnO2做氧化劑被還原為Mn2+，氧元素化合價升高被氧化，H2O2做還原劑被氧化生成氧氣，反應的化學方程式為MnO2＋H2O2＋2H+=Mn2+＋O2↑＋2H2O，故答案為：MnO2＋H2O2＋2H+=Mn2+＋O2↑＋2H2O；H2O2；

（3）①由裝置圖可知，NH4Al(SO4)2·12H2O煅燒分解生成的氣體中，NH3和SO3被飽和亞硫酸鈉吸收，二氧化硫被高錳酸鉀吸收，所以最后集氣瓶中收集到的氣體是N2，故答案為：N2；

②SO2具有還原性，高錳酸鉀具有氧化性，二者發(fā)生氧化還原反應生成SO42-和Mn2+離子，反應的方程式為5SO2+2MnO4-+2H2O═5SO42-+2Mn2++4H+，故答案為：5SO2+2MnO4-+2H2O═5SO42-+2Mn2++4H+；

（4）由電解總方程式可知，電解偏鋁酸鈉溶液制取氫氧化鋁時，陽極上水電離出的氫氧根放電生成氧氣，破壞水的電離平衡生成氫離子，氫離子與偏鋁酸根及水生成氫氧化鋁沉淀，電極反應式為4AlO2-+6H2O-4e-=4Al（OH）3↓+O2↑，故答案為：4AlO2-+6H2O-4e-=4Al（OH）3↓+O2↑。