Question

【題目】（12分）鋁是應用廣泛的金屬．以鋁土礦（主要成分為Al2O3 ， 含SiO2和Fe2O3等雜質）為原料制備鋁的一種工藝流程如下：

注：SiO2在“堿溶”時轉化為鋁硅酸鈉沉淀．
（1）“堿溶”時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為 ．
（2）向“過濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH （填“增大”、“不變”或“減小”）．
（3）“電解Ⅰ”是電解熔融 Al2O3 ， 電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是 ．
（4）“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示．

陽極的電極反應式為 ， 陰極產生的物質A的化學式為 ．
（5）鋁粉在1000℃時可與N2反應制備AlN．在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN的制備，其主要原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）Al2O3+2OH﹣═2AlO2﹣+H2O
（2）減小
（3）石墨電極被陽極上產生的O2氧化
（4）4CO32﹣+2H2O﹣4e﹣═4HCO3﹣+O2↑；H2
（5）NH4Cl分解產生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜
【解析】解:（1）“堿溶”時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為Al2O3+2OH﹣═2AlO2﹣+H2O，所以答案是：Al2O3+2OH﹣═2AlO2﹣+H2O；（2）向“過濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液，與NaAlO2反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉，堿性為OH﹣＞AlO2﹣＞CO32﹣ ， 可知溶液的pH減小，所以答案是：減小；（3）“電解Ⅰ”是電解熔融 Al2O3 ， 電解過程中作陽極的石墨易消耗，因石墨電極被陽極上產生的O2氧化，
所以答案是：石墨電極被陽極上產生的O2氧化；（4）由圖可知，陽極反應為4CO32﹣+2H2O﹣4e﹣═4HCO3﹣+O2↑，陰極上氫離子得到電子生成氫氣，則陰極產生的物質A的化學式為H2 ，
所以答案是：4CO32﹣+2H2O﹣4e﹣═4HCO3﹣+O2↑；H2； （5）鋁粉在1000℃時可與N2反應制備AlN．在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN的制備，其主要原因是NH4Cl分解產生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜，所以答案是：NH4Cl分解產生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜．