Question

【題目】一種利用鋁土礦(含有氧化鋁和雜質(zhì))生產(chǎn)氧化鋁純品的工業(yè)流程如下：

（1）過程I，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是。
（2）過程II，用一定濃度的NaHCO3溶液處理堿浸后濾液，所得溶液pH和Al(OH)3生成的量隨加入NaHCO3溶液體積變化的曲線如下：

① 加入NaHCO3溶液體積小于8 mL時，發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式是。
② 過程II生成Al(OH)3的離子方程式是。
（3）過程III，電解Na2CO3溶液的裝置如下圖所示。

①陰極的電極反應(yīng)式是。
②簡述陽極液生成的原理：。

Answer 1

【答案】
（1）Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O
（2）OH－+HCO3－=CO32－+H2O,HCO3－+AlO2－+H2O=Al(OH)3↓+CO32－
（3）2H2O+2e－=2OH－+H2↑,2H2O-4e－=O2↑+4H+,溶液中c(H+)增大,發(fā)生反應(yīng)：CO32－+H+=HCO3－,部分Na+透過離子交換膜向陰極移動,最終獲得含NaHCO3的陽極液
【解析】解：（1）過程I，鋁土礦中氧化鋁與堿反應(yīng)生成偏鋁酸鈉根離子和水，反應(yīng)的離子方程式為Al2O3 + 2OH－= 2AlO2－+ H2O，
故答案為：Al2O3 + 2OH－= 2AlO2－+ H2O；
（2）① 加入NaHCO3溶液體積小于8 mL時，沒有氫氧化鋁沉淀生成，主要反應(yīng)的離子方程式為OH－ + HCO3－= CO32－+ H2O，
故答案為：OH－ + HCO3－= CO32－+ H2O；

② 過程II中碳酸氫根離子與偏鋁酸鈉根離子發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成氫氧化鋁沉淀和碳酸根，生成Al(OH)3的離子方程式為HCO3－+ AlO2－+ H2O = Al(OH)3↓+ CO32－，
故答案為：HCO3－+ AlO2－+ H2O = Al(OH)3↓+ CO32－；
（3）①根據(jù)圖像，陰極放出氫氣，溶液中的水放電，電極反應(yīng)式為2H2O + 2e－= 2OH－+ H2↑，
故答案為：2H2O + 2e－= 2OH－+ H2↑；

②2H2O - 4e－= O2↑+ 4H+，溶液中c(H+)增大，發(fā)生反應(yīng)：CO32－+ H+ = HCO3－，部分Na+透過離子交換膜向陰極移動，最終獲得含NaHCO3的陽極液，
故答案為：2H2O - 4e－= O2↑+ 4H+，溶液中c(H+)增大，發(fā)生反應(yīng)：CO32－+ H+ = HCO3－，部分Na+透過離子交換膜向陰極移動，最終獲得含NaHCO3的陽極液。

（1）氧化鋁屬于兩性氧化物，與強堿反應(yīng)生成偏鋁酸鹽和水；
（2）根據(jù)氫氧化鋁的溶解平衡和碳酸氫根離子與氫離子的反應(yīng)進行分析即可；
（3）根據(jù)電解原理分析電極反應(yīng)即可.