Question

14．铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al₂O₃和冰晶石（Na₃AlF₆）混合熔融电解制得．
①铝土矿的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等．从铝土矿中提炼Al₂O₃的流程如图：

②以萤石（CaF₂）和纯碱为原料制备冰晶石的流程如图：

回答下列问题：
（1）写出反应1的化学方程式2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O；2NaOH+Al₂O₃=2NaAlO₂+H₂O；
（2）若气体A过量，则反应2的离子方程式为AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）写出由D制备冰晶石的化学方程式12HF+3Na₂CO₃+2Al（OH）₃=2Na₃AlF₆+3CO₂+9H₂O；
（4）以石墨为阳极，电解氧化铝制铝时阳极的电极反应式2O^2--4e^-=O₂↑．

Answer 1

分析 由工艺流程可知：铝土矿投入氢氧化钠，二氧化硅与 氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，加入CaO，生成氢氧化钙，氢氧化钙与硅酸钠反应生成硅酸钙沉淀，滤液通入二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝分解生成氧化铝；
由工艺流程可知，气体D含有F元素，应是HF，故C为浓硫酸；根据元素守恒，可知HF与碳酸钠、氢氧化铝反应生成冰晶石，同时生成二氧化碳、水；
电解氧化铝生成铝和氧气，阳极发生氧化反应．

解答 解：（1）二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水，反应方程式为：2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O，氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，反应方程式为：2NaOH+Al₂O₃=2NaAlO₂+H₂O，
故答案为：2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O；2NaOH+Al₂O₃=2NaAlO₂+H₂O；
（2）偏铝酸钠溶液通入二氧化碳，生成氢氧化铝与碳酸钠，反应方程式为：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，
故答案为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）由工艺流程可知，气体D含有F元素，应是HF，故C为浓硫酸；根据元素守恒，可知HF与碳酸钠、氢氧化铝反应生成冰晶石，同时生成二氧化碳、水，反应方程式为：12HF+3Na₂CO₃+2Al（OH）₃=2Na₃AlF₆+3CO₂+9H₂O，
故答案为：12HF+3Na₂CO₃+2Al（OH）₃=2Na₃AlF₆+3CO₂+9H₂O；
（4）电解氧化铝得到铝和氧气，阳极上氧离子失去电子发生氧化反应，电极反应式：2O^2--4e^-=O₂↑；
故答案为：2O^2--4e^-=O₂↑．

点评 本题为工艺流程题，考查了铝的制备，理解工艺流程、熟悉相关物质的性质是解题的关键，侧重考查化学方程式、离子方程式的书写，题目难度中等．