离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系,由有机阳离子、Al2Cl7—和
离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系,由有机阳离子、Al2Cl7—和AlCl4—组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。
(1)钢制品应接电源的 极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为 。若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极产物为 。
(2)为测定镀层厚度,用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层,当反应转移6 mol电子时,所得还原产物的物质的量为 mol。
(3)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有 。
a.KCl b. KClO3 c. MnO2 d. Mg
取少量铝热反应所得到的固体混合物,将其溶于足量稀H2SO4,滴加KSCN溶液无明显现象, (填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3,理由是 (用离子方程式说明)。
【答案】(1)负;4 Al2Cl7—+3e‾=Al+7 AlCl4—;H2 (2)3
(3)b、d;不能;Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+(或只写Fe+2Fe3+-3Fe2+)
(3)铝热反应需要用Mg燃烧提供反应条件,KClO3提供O2,所以b、d正确;H2SO4与Fe2O3反应可生成Fe3+,但铝热反应生成的Fe可将Fe3+还原为Fe2+,发生反应:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+,加入KSCN,无明显现象。
解答时应根据电化学原理,要结合题目所给信息,判断电极和书写电极方程式,同时要注意条件的改变,如改用AlCl3水溶液作电解液,根据放电顺序,阴极上水电离出的H+放电生成氢气;Fe2O3的检验应全面分析所发生的反应,Fe可以还原Fe3+,进而正确的进行解答。
【考点地位】本题通过电镀铝考查了学生对电化学原理的理解、电极的判断和电极方程式的书写,通过求算电子转移数目考查了学生对氧化还原反应原理的理解,通过铝热反应和Fe2O3的检验考查了学生对基本实验的掌握和基本操作,考查了学生分析问题、解决问题的能力。
【名师点晴】电极反应式的书写,要依据“电镀过程中不产生其它离子且有机阳离子不参与电极反应”,结合电极反应的书写规则,方能做出正确解答。而阴极产物的判断则需要依据“改用AlCl3水溶液作电解液”这一信息,对电镀液内各种离子成分重新分析。考生通过对两种电镀液的对比,理解选择电镀液对电镀过程的重要影响,体会到新材料在科研和生产中的重要作用。