Question

鋁是地殼中含量最高的金屬元素，其單質(zhì)及其合金在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用十分廣泛，
（1）金屬鋁的生產(chǎn)是以Al₂O₃為原料，與冰晶石（Na₃AlF₆）在熔融狀態(tài)下進行電解，則化學(xué)方程式為：

 

，其電極均由石墨材料做成，則電解時不斷消耗的電極是

 

（填“陰極”或“陽極”）．
（2）對鋁制品進行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命，以處理過的鋁材為陽極，在H₂SO₄溶液中電極，鋁材表面形成氧化膜，陽極反應(yīng)式為

 

．
（3）鋁電池性能優(yōu)越，Al-Ag₂O電池可用作水下動力電源，化學(xué)反應(yīng)為：2Al+3Ag₂O+2NaOH+3H₂O═2Na[Al（OH）₄]+6Ag，則負極的電極反應(yīng)式為

 

．正極附近溶液的pH

 

（填寫“變大”、“不變”或“變小”）．
（4）用Al單質(zhì)作陽極，石墨作陰極，NaHCO₃溶液做電解液進行電極，生成難溶物R，R受熱分解生成化合物Q．寫出陽極生成R的電極反應(yīng)式：

 

．

Answer 1

考點：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）以Al₂O₃為原料，與冰晶石（Na₃AlF₆）在熔融狀態(tài)下進行電解生成鋁和氧氣；陽極上生成氧氣消耗電極石墨；
（2）以處理過的鋁材為陽極，在H₂SO₄溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極反應(yīng)為鋁失電子生成氧化鋁，依據(jù)電極反應(yīng)和電荷守恒分析；
（3）依據(jù)電池反應(yīng)分析元素化合價變化，負極是鋁失電子在堿溶液中生成四羥基合鋁酸鈉，正極氧化銀得到電子生成銀依據(jù)堿性環(huán)境分析正極附近生成氫氧根離子；
（4）用石墨作陰極，Al元素單質(zhì)作陽極，Al為活性電極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Al-3e^-=Al³⁺，Al³⁺與HCO₃^-發(fā)生雙水解，生成Al（OH）₃．

解答： 解：（1）以Al₂O₃為原料，與冰晶石（Na₃AlF₆）在熔融狀態(tài)下進行電解生成鋁和氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al₂O₃

電解  .

4Al+3O₂；陽極上生成氧氣消耗電極石墨，
故答案為：2Al₂O₃

電解  .

4Al+3O₂；陽極；
（2）對鋁制品進行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命．以處理過的鋁材為陽極，在H₂SO₄溶液中電解，鋁材面形成氧化膜，鋁失電子生成氧化鋁，反應(yīng)的陽極電極反應(yīng)為：2Al+3H₂O-6e^-=Al₂O₃+6H⁺，
故答案為：2Al+3H₂O-6e^-=Al₂O₃+6H⁺；
（3）化學(xué)反應(yīng)為2Al+3Ag₂O+2NaOH+3H₂O═2Na[Al（OH）₄]+6Ag，負極是鋁失電子在堿溶液中生成四羥基合鋁酸鈉，則負極的電極反應(yīng)式：Al+4OH^--3e^-=[Al（OH）₄^-]；
正極氧化銀得到電子生成銀單質(zhì)和氫氧根離子，所以正極溶液的pH變大，
故答案為：Al+4OH^--3e^-=[Al（OH）₄^-]；變大；
（4）用石墨作陰極，Al元素單質(zhì)作陽極，NaHCO₃溶液作電解液進行電解，Al為活性電極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Al-3e^-=Al³⁺，進而發(fā)生Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，生成Al（OH）₃，
故答案為：Al-3e^-=Al³⁺、Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑．

點評：本題考查了電解原理、原電池工作原理，側(cè)重電極反應(yīng)式的書寫，題目難度中等，注意掌握原電池、電解質(zhì)的工作原理，明確電極反應(yīng)式的書寫原則，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力．