Question

【題目】鋁是一種應用廣泛的金屬，工業上用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的流程如下：

②以螢石（CaF2）和純堿為原料制備冰晶石的流程如下：

請回答下列問題：

（1）反應1中的化學方程式有2NaOH＋SiO2→Na2SiO3＋H2O以及___________；

（2）濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是_______，反應2的離子方程式為________(氣體A過量)；

（3）E可作為建筑材料，化合物C是濃硫酸，請寫出由D制備冰晶石的化學方程式______；

（4）電解制鋁以石墨為電極，請寫出陽極的電極反應式____________________。

Answer 1

【答案】Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O CaSiO3 NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3 12HF+3Na2CO3+2Al(OH)32Na3AlF6+3CO2↑+6H2O O2--4e=O2↑

【解析】

由框圖可知鋁土礦加氫氧化鈉后，Al2O3和SiO2會發生反應生成的濾液為NaAlO2和Na2SiO3，加入CaO沉淀為CaSiO3，濾液II的主要成分是NaAlO2，再通入氣體CO2，生成沉淀Al(OH)3，加熱即可得到Al2O3。

(1)因為鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2，反應1為加NaOH溶液，發生的反應為2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O，2NaOH+Al2O32NaAlO2+H2O。所以答案：2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O；

(2)濾液I的主要成分是NaAlO2和Na2SiO3，加入生石灰發生反應:CaO+H2O=Ca(OH)2和Ca(OH)2+Na2SiO=CaSiO3+2NaOH；濾液II的主要成分是NaAlO2，通入的氣體A應是CO2，發生反應的方程式為2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3。

所以答案：CaSiO3；2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3；

(3)CaF2加入濃硫酸能發生反應，反應的方程式為CaF2+H2SO4(濃)=CaSO4+2HF，則D為HF。由D制備冰晶石的化學方程式為12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O。

所以答案為：12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O；

(4)電解熔融的Al2O3可生成鋁和氧氣，其反應的方程式為2Al2O34A1+3O2↑，在陽極發生氧化反應，其電極反應方程式為：O2--4e=O2↑；答案為：O2--4e=O2↑。