Question

由铝土矿（主要成分是Al₂O₃）炼制铝的工艺流程示意图如下：

（1）电解生成的铝在熔融液的       （填“上层”或“下层”），电解时不断消耗的电极是       （填“阴极”或“阳极”）。
（2）写出通入过量二氧化碳酸化时反应的离子方程式                                                                       
                                                                       。
（3）电解制备铝时，需加入冰晶石（Na₃AlF₆），其作用是           ，工业上可以用氟化氢气体、氢氧化铝和纯碱在高温条件下发生反应来制取冰晶石，写出该反应的化学方程式                                                                       。
（4）上述工艺所得铝中往往含有少量Fe和Si等杂质，可用电解方法进一步提纯，该电解池的阴极材料是       （填化学式），阳极的电极反应式为                                                                       。
（5）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
①控制一定条件进行电解（见图），此时铝表面可形成耐酸的致密氧化膜，其电极反应式为                                 ；

②钢材镀铝后，能防止钢材腐蚀，其原因是                                                                                                                                               。

Answer 1

（1）下层　阳极
（2）AlO₂^-＋CO₂＋2H₂O=Al（OH）₃↓＋HCO₃^-
（3）助熔剂（或降低熔化温度）  2Al（OH）₃＋12HF＋3Na₂CO₃2Na₃AlF₆＋3CO₂＋9H₂O
（4）Al　Al－3e^－=Al^3＋
（5）①2Al－6e^－＋3H₂O=Al₂O₃＋6H^＋
②致密的氧化铝膜起着保护内部金属的作用，若镀层破损后，与电解质溶液接触时形成原电池，铝作负极防止钢材被腐蚀

（1）电解熔融的氧化铝冶炼铝，阳极生成O₂，与石墨电极反应生成CO。（3）氧化铝的熔点很高，是常用的耐高温材料，故冶炼时加入冰晶石降低其熔点。（4）迁移电解法精炼铜的原理，电解时铝在阴极析出，故阴极材料为纯铝。（5）根据题中信息，铝表面生成的应为Al₂O₃，故阳极电极反应为铝失去电子，生成的Al^3＋与H₂O作用形成Al₂O₃。