Question

【題目】鋁是一種應用廣泛的金屬，工業上用和冰晶石()混合熔融電解制得。

①鋁土礦的主要成分是和等。從鋁土礦中提煉的流程如下：

②以螢石()和純堿為原料制備冰晶石的流程如下：

請回答下列問題：

(1)寫出反應1的化學方程式____________。

(2)濾液1中加入生成的沉淀是____________，反應2的離子方程式為____________(氣體過量)。

(3)可作為建筑材料，化合物是濃硫酸，請寫出由制備冰晶石的化學方程式____________。

(4)電解氧化鋁制鋁時，以石墨為電極，請寫出陽極的電極反應式____________。

Answer 1

【答案】、

【解析】

①由工藝流程可知：鋁土礦投入氫氧化鈉，二氧化硅與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉和水，氧化鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水，加入CaO，生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與硅酸鈉反應生成硅酸鈣沉淀，濾液中通入二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁分解生成氧化鋁；

②由工藝流程可知，氣體D是HF，根據元素守恒，可知HF與碳酸鈉、氫氧化鋁反應生成冰晶石，同時生成二氧化碳、水；電解熔融氧化鋁生成鋁和氧氣，陽極發生氧化反應，據此分析解答。

(1)鋁土礦的主要成分是和等。二氧化硅與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉與水，反應方程式為：2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O，氧化鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉與水，反應方程式為：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，向溶液中加入，與水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣能夠與硅酸鈉反應生成硅酸鈣沉淀；濾液2中含有偏鋁酸鈉，根據流程圖可知，B為氫氧化鋁，因此氣體A為二氧化碳，過量的二氧化碳與偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁與碳酸氫鈉，反應的離子方程式為：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-，故答案為：CaSiO3；AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；

(3)由工藝流程可知，濃硫酸與反應生成硫酸鈣和HF，硫酸鈣是石膏的主要成分，是常用的一種建筑材料。根據元素守恒，可知HF與碳酸鈉、氫氧化鋁反應生成冰晶石，同時生成二氧化碳、水，反應方程式為：12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O，故答案為：12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O；

(4)電解熔融的氧化鋁得到鋁和氧氣，陽極上氧離子失去電子發生氧化反應，電極反應式：2O2--4e-=O2↑，故答案為：2O2--4e-=O2↑。