Question

【題目】鋁是應(yīng)用廣泛的金屬，以鋁土礦（主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì)）為原料制備鋁的一種工藝流程如下：

注:SiO2在“堿溶”時(shí)轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。

（1）“堿溶”時(shí)生成偏鋁酸鈉的離子方程式為_____________________________。

（2）向“過濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_________ （填“增大”、“不變”或“減小”）。

（3）“電解Ⅰ”是電解熔融 Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是___________________。

（4）“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。

其中，離子交換膜使用的是__________（陽離子交換膜、陰離子交換膜），陽極的電極反應(yīng)式為_____________________，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為____________。

（5）鋁粉在1000℃時(shí)可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN的制備，其主要原因是_____________________。

Answer 1

【答案】 Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O 減小 石墨電極被陽極上產(chǎn)生的O2氧化 陽離子交換膜 4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2↑ H2 NH4Cl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜

【解析】本題主要考查對(duì)于“以鋁土礦為原料制備鋁的一種工藝流程”的評(píng)價(jià)。

（1）“堿溶”時(shí)生成偏鋁酸鈉的離子方程式為Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O。

（2）向“過濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液，＋＋H2OAl(OH)3↓＋，水解程度：>，溶液的pH減小。

（3）“電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是石墨電極被陽極上產(chǎn)生的O2氧化。

（4）需要限制陰離子OH-移動(dòng)，所以離子交換膜使用的是陽離子交換膜，陽極的電極反應(yīng)式為4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2↑，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為H2。

（5）在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN的制備，其主要原因是NH4Cl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜。