Question

【题目】铝是应用广泛的金属，以铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质）为原料制备铝的一种工艺流程如下：

注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_____________________________。

（2）向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_________ （填“增大”、“不变”或“减小”）。

（3）“电解Ⅰ”是电解熔融 Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________________。

（4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。

其中，离子交换膜使用的是__________（阳离子交换膜、阴离子交换膜），阳极的电极反应式为_____________________，阴极产生的物质A的化学式为____________。

（5）铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是_____________________。

Answer 1

【答案】 Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O 减小 石墨电极被阳极上产生的O2氧化 阳离子交换膜 4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2↑ H2 NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜

【解析】本题主要考查对于“以铝土矿为原料制备铝的一种工艺流程”的评价。

（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O。

（2）向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，＋＋H2OAl(OH)3↓＋，水解程度：>，溶液的pH减小。

（3）“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是石墨电极被阳极上产生的O2氧化。

（4）需要限制阴离子OH-移动，所以离子交换膜使用的是阳离子交换膜，阳极的电极反应式为4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2↑，阴极产生的物质A的化学式为H2。

（5）在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜。