Question

【題目】2016年10月17日7點30分，神舟十一號載人飛船發射升空。制造航天飛船的主要材料是鋁，工業上制鋁時用冰晶石（Na3AlF6）做助熔劑，冰晶石制備流程有如下兩種：

方案一：以純堿和螢石（CaF2）為主要原料

方案二：以碳酸氫銨和六氟合硅酸為主要原料

（1）方案一中B可作為建筑材料，化合物A 是________，寫出由C制備冰晶石的化學方程式____________________________。

（2）方案二中反應1產生的氣體是_____________，反應2后濾液中主要成分的用途_________。

（3）方案二中反應2化學方程式________________________。

（4）工業電解制鋁的陰極反應式為_________________，以石墨為電極維持電流180千安電解5小時生成鋁270千克，則電流效率η（η＝實際產量／理論產量）為_______。（法拉第常數F = 96500 C·mol-1）

Answer 1

【答案】 濃硫酸 12HF＋3Na2CO3＋2Al(OH)3＝2Na3AlF6＋3CO2＋9H2O CO2 用作氮肥 12NH4Cl+Al2(SO4)3+Na2SO4= 2Na3AlF6↓+(NH4)2SO4 Al3++3e-=Al 89.4%

【解析】（1）B是常用建筑材料為硫酸鈣，故A是濃硫酸，氣體C是HF，反應是HF與Na2CO3、Al(OH)3反應，故方程式為12HF＋3Na2CO3＋2Al(OH)3＝2Na3AlF6＋3CO2＋9H2O；

（2）從元素守恒看氣體是CO2，濾液的中主要成分是(NH4)2SO4，常用作氮肥；

（3）化學方程式為12NH4Cl+Al2(SO4)3+Na2SO4= 2Na3AlF6↓+(NH4)2SO4；

（4）陰極反應式為Al3++3e-=Al，電量Q=180×103A×5h=180×103×5×3600C，電解生成的鋁轉移電子電量為C，電流效率為η==89.4％。