Question

【題目】以鋁土礦(主要成分為Al2O3和雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下：

注：反應Ⅰ“堿溶”時雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為沉淀

（1）反應Ⅰ，發(fā)生反應生成偏鋁酸鈉的離子方程式__________。

（2）電解Ⅰ是電解熔融的冰晶石和Al2O3的混合物，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是___________。

（3）反應Ⅱ，用一定濃度的NaHCO3溶液處理過濾Ⅰ后的濾液，所得溶液pH和生成Al(OH)3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)生主要反應的離子方程式__________。

②反應Ⅱ中生成Al(OH)3的離子方程式__________。

（4）電解Ⅱ是電解Na2CO3溶液，得到含NaHCO3的陽極液，原理如下圖所示。

陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學式為____________。

（5）以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，可在鋁材表面形成致密氧化膜，陽極電極反應式為_______________。

Answer 1

【答案】 Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O 石墨電極被陽極上產(chǎn)生的氧氣氧化 HCO3-+OH—== H2O +CO32－ AlO2- +HCO3- + H2O === Al(OH)3↓+CO32－ H2 2Al + 3H2O - 6e- ==== Al2O3 + 3H2↑

【解析】(1)Al2O3是兩性氧化物，能溶于強堿性溶液，則反應Ⅰ中發(fā)生反應生成偏鋁酸鈉的離子方程式為Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；

(2)“電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，因石墨電極被陽極上產(chǎn)生的O2氧化；

(3)①當加入NaHCO3溶液體積小于8 mL時，沒有沉淀生成，說明主要是中和溶液中的OH-，發(fā)生主要反應的離子方程式為HCO3-+OH—= H2O +CO32－；

②AlO2-促進HCO3-的電離，生成Al(OH)3沉淀的離子方程式為HCO3-+AlO2-+H2O═Al(OH)3↓+CO32-；

(4)由圖可知，陽極反應為4CO32-+2H2O-4e-═4HCO3-+O2↑，陰極上氫離子得到電子生成氫氣，則陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學式為H2；

(5)陽極上鋁失電子和水反應生成氧化鋁和氫離子，電極反應式為2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+。