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：

回答下列問題：

（1）寫出反應1的化學方程式__________________________；

（2）濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是____________，反應2的離子方程式為____________________；

（3）E可作為建筑材料，化合物C是__________，寫出由D制備冰晶石的化學方程式____________；

（4）電解制鋁的化學方程式是__________________，以石墨為電極，陽極產生的混合氣體的成分是__________________。

Answer 1

【答案】（1）2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O（2分），2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O（2分）

（2）硅酸鈣沉淀（2分）2AlO2-+CO2+3H2O=2Al（OH）3↓+CO32-

（3）濃H2SO4；（2分）12HF+3Na2CO3+2Al（OH）3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O（2分）

（4）2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑（2分） O2、CO2（或CO）

【解析】

試題分析：（1）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。

（2）濾液Ⅰ中含有硅酸鈉、偏鋁酸鈉，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；由工藝流程可知，B為氫氧化鋁，氣體A為二氧化碳，濾液Ⅱ主要是偏鋁酸鈉，偏鋁酸鈉溶液通入二氧化碳，生成氫氧化鋁與碳酸鈉，反應方程式為2AlO2-+CO2+3H2O=2Al（OH）3↓+CO32-。

（3）由工藝流程可知，氣體D含有F元素，應是HF，C為濃硫酸；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；

（4）電解熔融的氧化鋁生成鋁與氧氣，反應方程式為2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑，陽極生成氧氣，部分氧氣可以石墨反應生成二氧化碳、CO，陽極氣體有O2、CO2（或CO）。