Question

【题目】（12分）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．

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】
（1）Al2O3+2OH﹣═2AlO2﹣+H2O
（2）减小
（3）石墨电极被阳极上产生的O2氧化
（4）4CO32﹣+2H2O﹣4e﹣═4HCO3﹣+O2↑；H2
（5）NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜
【解析】解:（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为Al2O3+2OH﹣═2AlO2﹣+H2O，所以答案是：Al2O3+2OH﹣═2AlO2﹣+H2O；（2）向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，与NaAlO2反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，碱性为OH﹣＞AlO2﹣＞CO32﹣ ， 可知溶液的pH减小，所以答案是：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，因石墨电极被阳极上产生的O2氧化，
所以答案是：石墨电极被阳极上产生的O2氧化；（4）由图可知，阳极反应为4CO32﹣+2H2O﹣4e﹣═4HCO3﹣+O2↑，阴极上氢离子得到电子生成氢气，则阴极产生的物质A的化学式为H2 ，
所以答案是：4CO32﹣+2H2O﹣4e﹣═4HCO3﹣+O2↑；H2； （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NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜，所以答案是：NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜．