Question

【題目】一種利用鋁土礦(含有氧化鋁和雜質)生產氧化鋁純品的工業流程如下：

（1）過程I，發生反應的離子方程式是 。

（2）過程II，用一定濃度的NaHCO3溶液處理堿浸后濾液，所得溶液pH和Al(OH)3生成的量隨加入NaHCO3溶液體積變化的曲線如下：

① 加入NaHCO3溶液體積小于8 mL時，發生主要反應的離子方程式是 。

② 過程II生成Al(OH)3的離子方程式是 。

（3）過程III，電解Na2CO3溶液的裝置如下圖所示。

① 陰極的電極反應式是 。

② 簡述陽極液生成的原理： 。

Answer 1

【答案】

（1）Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O

（2）①OH－+HCO3－=CO32－+H2O；②HCO3－+AlO2－+H2O=Al(OH)3↓+CO32－

（3）①2H2O+2e－=2OH－+H2↑；②2H2O-4e－=O2↑+4H+，溶液中c(H+)增大，發生反應：CO32－+H+=HCO3－，部分Na+透過離子交換膜向陰極移動，最終獲得含NaHCO3的陽極液

【解析】

試題分析：（1）過程I，鋁土礦中氧化鋁與堿反應生成偏鋁酸鈉根離子和水，反應的離子方程式為Al2O3 + 2OH－= 2AlO2－+ H2O，故答案為：Al2O3 + 2OH－= 2AlO2－+ H2O；

（2）① 加入NaHCO3溶液體積小于8 mL時，沒有氫氧化鋁沉淀生成，主要反應的離子方程式為OH－ + HCO3－= CO32－+ H2O，故答案為：OH－ + HCO3－= CO32－+ H2O；

② 過程II中碳酸氫根離子與偏鋁酸鈉根離子發生復分解反應，生成氫氧化鋁沉淀和碳酸根，生成Al(OH)3的離子方程式為HCO3－+ AlO2－+ H2O = Al(OH)3↓+ CO32－，故答案為：HCO3－+ AlO2－+ H2O = Al(OH)3↓+ CO32－；

（3）①根據圖像，陰極放出氫氣，溶液中的水放電，電極反應式為2H2O + 2e－= 2OH－+ H2↑，故答案為：2H2O + 2e－= 2OH－+ H2↑；

②2H2O - 4e－= O2↑+ 4H+，溶液中c(H+)增大，發生反應：CO32－+ H+ = HCO3－，部分Na+透過離子交換膜向陰極移動，最終獲得含NaHCO3的陽極液，故答案為：2H2O - 4e－= O2↑+ 4H+，溶液中c(H+)增大，發生反應：CO32－+ H+ = HCO3－，部分Na+透過離子交換膜向陰極移動，最終獲得含NaHCO3的陽極液。