Question

明礬石經處理后得到明礬[KAl（SO₄）₂·12H₂O]。從明礬制備Al、K₂SO₄和H₂SO₄的工藝過程如下所示：
焙燒明礬的化學方程式為：4KAl（SO₄）₂·12H₂O＋3S=2K₂SO₄＋2Al₂O₃＋9SO₂↑＋48H₂O
請回答下列問題：
（1）在焙燒明礬的反應中，還原劑是________。
（2）從水浸后的濾液中得到K₂SO₄晶體的方法是________。

（3）Al₂O₃在一定條件下可制得AlN，其晶體結構如右圖所示，該晶體中Al的配位數是________。
（4）以Al和NiO（OH）為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時NiO（OH）轉化為Ni（OH）₂，該電池反應的化學方程式是________。
（5）焙燒產生的SO₂可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa時：
2SO₂（g）＋O₂（g）2SO₃（g）　ΔH₁＝－197 kJ/mol；
H₂O（g）=H₂O（l）　ΔH₂＝－44 kJ/mol；
2SO₂（g）＋O₂（g）＋2H₂O（g）=2H₂SO₄（l）　ΔH₃＝－545 kJ/mol。
則SO₃（g）與H₂O（l）反應的熱化學方程式是________。焙燒948 t明礬（M＝474 g/mol），若SO₂的利用率為96%，可生產質量分數為98%的硫酸________t。

Answer 1

（1）S（硫）　（2）蒸發結晶　（3）4
（4）Al＋3NiO（OH）＋NaOH＋H₂O=NaAlO₂＋3Ni（OH）₂
（5）SO₃（g）＋H₂O（l）=H₂SO₄（l）　ΔH＝－130 kJ/mol　432

結合流程圖，根據物質的溶解性去分析解決問題。（1）根據焙燒明礬的化學方程式中各元素的化合價可知，明礬中部分硫元素的化合價降低，而硫單質在反應中元素的化合價升高，故還原劑為單質硫。（2）從濾液中得到晶體的方法為蒸發結晶。（3）由圖中的晶體結構可以看出每個Al原子的周圍距離相等且最近的N原子有4個，故其配位數為4。（4）放電時Al作負極，失電子被氧化，NiO（OH）在正極得電子，反應的方程式為Al＋3NiO（OH）＋NaOH＋H₂O=NaAlO₂＋3Ni（OH）₂。（5）給題中的三個熱化學方程式分別編號為①、②、③，根據蓋斯定律由（③－①）－②可得到目標熱化學方程式；設可生成硫酸的質量為x噸，據題意列式得到××96%＝，故x＝432。
點撥：知識：氧化還原反應、實驗基本操作、原子配位數、原電池電池反應方程式、熱化學方程式。能力：考查考生框圖推斷能力、讀圖識圖分析圖像能力、知識應用能力。試題難度：較大。