铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用

科目：化学
题型：简答题
难度：中等
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题文

铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。
(1)真空碳热还原-氯化法可实现由铝土矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下：
$A l_{2} O_{3} (s) + A l C 1_{3} (g) + 3 C (s) = 3 A l C l (g) + 3 C O (g)$ $△ H = " a " k J \cdot m o l^{－ 1}$
$3 A l C l (g) = 2 A l (l) + A l C 1_{3} (g)$ $△ H = " b " k J \cdot m o l^{－ 1}$
①反应 $A l_{2} O_{3} (s) + 3 C (s) = 2 A l (l) + 3 C O (g)$ 的 $△ H$ =kJ·mol^－1(用含 $a$ 、 $b$ 的代数式表示)。
② $A l_{4} C_{3}$ 是反应过程中的中间产物。 $A l_{4} C_{3}$ 与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃) 的化学方程式为。
(2)镁铝合金( $M g_{17} A l_{12}$ )是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的 $M g$ 、 $A l$ 单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为 $M g_{17} A l_{12} + 17 H_{2} = 17 M g H_{2} + 12 A l$ 。得到的混合物 $Y$ ( $17 M g H_{2} + 12 A l$ )在一定条件下可释放出氢气。
①熔炼制备镁铝合金( $M g_{17} A l_{12}$ )时通入氩气的目的是。
②在 $6.0 m o l \cdot L^{- 1} H C l$ 溶液中，混合物 $Y$ 能完全释放出 $H_{2}$ 。1 mol $M g_{17} A l_{12}$ 完全吸氢后得到的混合物 $Y$ 与上述盐酸完全反应，释放出 $H_{2}$ 的物质的量为。
③在 $0.5 m o l \cdot L^{- 1} N a O H$ 和 $1.0 m o l \cdot L^{- 1} M g C l_{2}$ 溶液中，如图混合物 $Y$ 均只能部分放出氢气，反应后残留固体物质的 $X^{－}$ 射线衍射谱图如图所示( $X^{－}$ 射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。在上述 $N a O H$ 溶液中，混合物 $Y$ 中产生氢气的主要物质是(填化学式)。

(3)铝电池性能优越， $A l - A g O$ 电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为。

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