Question

【题目】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的流程如下：

②以萤石（CaF2）和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：

请回答下列问题：

（1）反应1中的化学方程式有2NaOH＋SiO2→Na2SiO3＋H2O以及___________；

（2）滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是_______，反应2的离子方程式为________(气体A过量)；

（3）E可作为建筑材料，化合物C是浓硫酸，请写出由D制备冰晶石的化学方程式______；

（4）电解制铝以石墨为电极，请写出阳极的电极反应式____________________。

Answer 1

【答案】Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O CaSiO3 NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3 12HF+3Na2CO3+2Al(OH)32Na3AlF6+3CO2↑+6H2O O2--4e=O2↑

【解析】

由框图可知铝土矿加氢氧化钠后，Al2O3和SiO2会发生反应生成的滤液为NaAlO2和Na2SiO3，加入CaO沉淀为CaSiO3，滤液II的主要成分是NaAlO2，再通入气体CO2，生成沉淀Al(OH)3，加热即可得到Al2O3。

(1)因为铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2，反应1为加NaOH溶液，发生的反应为2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O，2NaOH+Al2O32NaAlO2+H2O。所以答案：2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O；

(2)滤液I的主要成分是NaAlO2和Na2SiO3，加入生石灰发生反应:CaO+H2O=Ca(OH)2和Ca(OH)2+Na2SiO=CaSiO3+2NaOH；滤液II的主要成分是NaAlO2，通入的气体A应是CO2，发生反应的方程式为2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3。

所以答案：CaSiO3；2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3；

(3)CaF2加入浓硫酸能发生反应，反应的方程式为CaF2+H2SO4(浓)=CaSO4+2HF，则D为HF。由D制备冰晶石的化学方程式为12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O。

所以答案为：12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O；

(4)电解熔融的Al2O3可生成铝和氧气，其反应的方程式为2Al2O34A1+3O2↑，在阳极发生氧化反应，其电极反应方程式为：O2--4e=O2↑；答案为：O2--4e=O2↑。