Question

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

（1）2NaOH＋SiO₂＝Na₂SiO₃＋H₂O     2NaOH＋Al₂O₃＝2NaAlO₂＋H₂O
（2）CaSiO₃    2AlO₂^－＋CO₂＋3H₂O＝2Al(OH)₃↓＋CO₃^2－（3）濃H₂SO₄    12HF＋3Na₂CO₃＋2Al(OH)₃＝2Na₃AlF₆＋3CO₂＋9H₂O（4）2Al₂O₃4Al＋3O₂↑    O₂、 CO₂ 、CO

解析試題分析：（1）鋁土礦的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等.當向鋁土礦中加入氫氧化鈉溶液時發生反應2NaOH＋SiO₂＝Na₂SiO₃＋H₂O  2NaOH＋Al₂O₃＝2NaAlO₂＋H₂O。產生的Na₂SiO₃和NaAlO₂在濾液Ⅰ中。向濾液中加入CaO發生反應CaO+H₂O=Ca(OH)₂ Ca(OH)₂+ Na₂SiO₃=CaSiO₃↓+2NaOH. NaAlO₂仍然留在濾液Ⅱ中。這時通入CO₂氣體。發生反應：2AlO₂^－＋CO₂＋3H₂O＝2Al(OH)₃↓＋CO₃^2－。B是Al(OH)_3。濾液Ⅲ含有碳酸鈉。Al(OH)₃受熱分解2 Al(OH)₃ Al₂O₃+3H₂O. 電解氧化鋁得到單質Al。由于Al₂O₃熔點很高，有2000多度。為了能使氧化鋁在較低的溫度下融化，要加入助溶劑冰晶石。它的制法是用螢石和濃硫酸在加熱時發生反應硫酸鈣和HF。硫酸鈣用于建筑材料，由HF和碳酸鈉、氫氧化鋁發生反應產生冰晶石。12HF＋3Na₂CO₃＋2Al(OH)₃＝2Na₃AlF₆＋3CO₂＋9H₂O。這樣在冰晶石作用下1000度左右氧化鋁就能融化，發生反應：2Al₂O₃4Al＋3O₂↑。制的Al. 以石墨為電極電解氧化鋁時，陽極發生氧化反應產生氧氣。但由于溫度高，部分氧氣和石墨電極發生反應產生CO、CO₂.故陽極產生的混合氣體的成分是O₂、CO₂  CO.
考點：考查氧化鋁、冰晶石的制備及鋁的冶煉的知識。