Question

14．鋁是一種應(yīng)用廣泛的金屬，工業(yè)上用Al₂O₃和冰晶石（Na₃AlF₆）混合熔融電解制得．
①鋁土礦的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等．從鋁土礦中提煉Al₂O₃的流程如圖：

②以螢石（CaF₂）和純堿為原料制備冰晶石的流程如圖：

回答下列問題：
（1）寫出反應(yīng)1的化學(xué)方程式2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O；2NaOH+Al₂O₃=2NaAlO₂+H₂O；
（2）若氣體A過量，則反應(yīng)2的離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）寫出由D制備冰晶石的化學(xué)方程式12HF+3Na₂CO₃+2Al（OH）₃=2Na₃AlF₆+3CO₂+9H₂O；
（4）以石墨為陽極，電解氧化鋁制鋁時陽極的電極反應(yīng)式2O^2--4e^-=O₂↑．

Answer 1

分析 由工藝流程可知：鋁土礦投入氫氧化鈉，二氧化硅與 氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉和水，氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，加入CaO，生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸鈣沉淀，濾液通入二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁分解生成氧化鋁；
由工藝流程可知，氣體D含有F元素，應(yīng)是HF，故C為濃硫酸；根據(jù)元素守恒，可知HF與碳酸鈉、氫氧化鋁反應(yīng)生成冰晶石，同時生成二氧化碳、水；
電解氧化鋁生成鋁和氧氣，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)．

解答 解：（1）二氧化硅與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉與水，反應(yīng)方程式為：2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O，氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與水，反應(yīng)方程式為：2NaOH+Al₂O₃=2NaAlO₂+H₂O，
故答案為：2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O；2NaOH+Al₂O₃=2NaAlO₂+H₂O；
（2）偏鋁酸鈉溶液通入二氧化碳，生成氫氧化鋁與碳酸鈉，反應(yīng)方程式為：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，
故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）由工藝流程可知，氣體D含有F元素，應(yīng)是HF，故C為濃硫酸；根據(jù)元素守恒，可知HF與碳酸鈉、氫氧化鋁反應(yīng)生成冰晶石，同時生成二氧化碳、水，反應(yīng)方程式為：12HF+3Na₂CO₃+2Al（OH）₃=2Na₃AlF₆+3CO₂+9H₂O，
故答案為：12HF+3Na₂CO₃+2Al（OH）₃=2Na₃AlF₆+3CO₂+9H₂O；
（4）電解氧化鋁得到鋁和氧氣，陽極上氧離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式：2O^2--4e^-=O₂↑；
故答案為：2O^2--4e^-=O₂↑．

點評 本題為工藝流程題，考查了鋁的制備，理解工藝流程、熟悉相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵，側(cè)重考查化學(xué)方程式、離子方程式的書寫，題目難度中等．