Question

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．鋁土礦的主要成分是Al₂O₃和SiO₂及其它不溶于NaOH溶液的雜質(zhì)．從鋁土礦中提煉Al₂O₃的流程如下：

回答下列問題：
（1）寫出反應(yīng)1的化學(xué)方程式

 

；
（2）濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是

 

，反應(yīng)2的離子方程式為

 

；
（3）電解制鋁的化學(xué)方程式是

 

，以石墨為電極，陽極產(chǎn)生的混合氣體的成分是

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）二氧化硅與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉與水；氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與水；
（2）濾液Ⅰ中含有硅酸鈉、偏鋁酸鈉，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；
由工藝流程可知，B為氫氧化鋁，故氣體A為二氧化碳，濾液Ⅱ主要是偏鋁酸鈉，偏鋁酸鈉溶液通入二氧化碳，生成氫氧化鋁與碳酸鈉；
（3）電解熔融的氧化鋁生成鋁與氧氣；陽極生成氧氣，部分氧氣可以石墨反應(yīng)生成二氧化碳、CO．

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）濾液Ⅰ中含有硅酸鈉、偏鋁酸鈉，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；
由工藝流程可知，B為氫氧化鋁，故氣體A為二氧化碳，濾液Ⅱ主要是偏鋁酸鈉，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：CaSiO₃；2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-；
（3）電解熔融的氧化鋁生成鋁與氧氣，反應(yīng)方程式為：2Al₂O₃（熔融）

通電    .

冰晶石

4Al+3O₂↑，陽極生成氧氣，部分氧氣可以石墨反應(yīng)生成二氧化碳、CO，故陽極氣體有O₂、CO₂（或CO）
故答案為：2Al₂O₃（熔融）

通電    .

冰晶石

4Al+3O₂↑；O₂、CO₂（或CO）．

點評：本題考查化學(xué)工藝流程、無機物推斷、電解原理等，題目難度中等，理解工藝流程是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生基本扎實的據(jù)此與運用知識分析解決問題的能力．