Question

【題目】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）A1的原子結構示意圖為_______________；A1與NaOH溶液反應的離子方程式為______________________________________。

（2） “堿溶”時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為_______________________________。

（3）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”）。

（4） “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__________________。

（5）”電解Ⅱ原理如圖所示。

①試寫出A、B、C、D物質的化學式：A_______，B_______，C_______，D_______。

②陽極的電極反應式為______________________________。

（6）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】 2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑ Al2O3+2OH-= 2AlO2-+H2O 減小 石墨電極被陽極上產生的氧氣氧化 H2 Na2CO3 NaHCO3 NaOH 【答題空10】【答題空10】4CO32-+2H2O4e-=4HCO3-+O2↑ 氯化銨分解產生的氯化氫能夠破壞鋁表面的氧化鋁薄膜

【解析】（1）A1的原子結構示意圖為；A1與NaOH溶液反應的離子方程式為：2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2 ↑；（2） “堿溶”時氧化鋁與堿反應生成偏鋁酸鈉，離子方程式為：Al2O3+2OH-=2 AlO2-+H2O ；（3）過濾Ⅰ所得濾液中含有氫氧化鈉、偏鋁酸鈉，當加入NaHCO3溶液，發生如下反應：OH- +HCO3-=CO32- +H2O，AlO2-+H2O+ HCO3-= CO32- +Al(OH)3↓，溶液的pH減小；（4） “電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，是因為生成的氧氣與陽極材料碳反應；（5）由電解Ⅱ原理圖中物質化合價變化、生成碳酸氫根離子等信息分析可知，①A是H2，B是 Na2CO3，C是NaHCO3，D是NaOH；②陽極的電極反應式為：4CO32-+2H2O4e-=4HCO3-+O2↑；（6）鋁粉在1000℃時可與N2反應制備AlN是化合物，添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN的制備，應該是氯化銨起作用，但在在1000℃環境中，氯化銨分解為氯化氫能夠破壞鋁表面的氧化鋁薄膜而促進化合更易進行。