Question

（17分）由熔鹽電解法獲得的粗鋁含一定量的金屬鈉和氫氣，這些雜質(zhì)可采用吹氣精煉法除去，

產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后可用于鋼材鍍鋁。工藝流程如下：

（注：NaCl熔點為801 ℃；AlCl3在181 ℃升華）

（1） 精煉前，需清除坩堝表面的氧化鐵和石英砂，防止精煉時它們分別與鋁發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生新的雜質(zhì)，相關(guān)的化學(xué)方程式為：

① ________________________________________________________________________

② ________________________________________________________________________。

（2） 將Cl2連續(xù)通入坩堝中的粗鋁熔體，雜質(zhì)隨氣泡上浮除去。氣泡的主要成分除Cl2外還含有_________；固態(tài)雜質(zhì)粘附于氣泡上，在熔體表面形成浮渣，浮渣中肯定存在__________。

（3） 在用廢堿液處理氣體A的過程中，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：_____________________________

__________________________________________________________________。

（4） 鍍鋁電解池中，金屬鋁為________極。熔融鹽電鍍液中鋁元素和氯元素主要以AlCl和Al2Cl形式存在，鋁電極的主要電極反應(yīng)式為_____________________________________。

（5） 鋼材鍍鋁后，表面形成的致密氧化鋁膜能防止鋼材腐蝕，其原因是_________________。

 

Answer 1

（1） Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 （2分） 3SiO2＋4Al3Si＋2Al2O3 （2分）

（2） HCl、AlCl3（1分） 　NaCl（1分）

（3） Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O （2分）、 H＋＋OH－===H2O （2分）

（4） 陽（1分）　 Al＋4Cl－－3e－===AlCl（2分） 、 2Al＋7Cl－－6e－===Al2Cl （2分）

（5） 氧化鋁膜能隔絕空氣，阻礙鋼鐵被腐蝕（2分）

【解析】

試題分析：

（1） 坩堝表面的氧化鐵和石英砂分別與鋁發(fā)生置換反應(yīng)：

Fe2O3＋2Al 2Fe＋Al2O3 3SiO2＋4Al 3Si＋2Al2O3

（2） 粗鋁中含有H2，則與Cl2反應(yīng)生成HCl，則氣泡中含有HCl，同時Al與Cl2反應(yīng)生成AlCl3，由于AlCl3在181 ℃升華，氣泡中還含有AlCl3。有Na存在，其與Cl2反應(yīng)生成NaCl，NaCl熔點高于700 ℃，存在于浮渣中。

（3） 尾氣經(jīng)冷凝后氣體A含有Cl2和HCl，用堿液吸收的離子方程式為Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，OH－＋H＋===H2O。

（4） 在電鍍池中，鍍件作陰極，金屬鋁作陽極，鋁電極的電極反應(yīng)式為Al＋4Cl－－3e－===AlCl，

2Al＋7Cl－－6e－===Al2Cl。

（5） 致密的氧化鋁膜能防止鋼材腐蝕是因為氧化鋁膜能隔絕空氣，阻止Fe與O2反應(yīng)。

考點：考查電化原理等。