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）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_____________________。

（5）向“过滤Ⅰ”所得滤液中通入过量的CO2，其离子方程式为：_____________________

Answer 1

【答案】 Al2O3+ 2OH-2 + H2O 减小 石墨电极被阳极上产生的O2氧化 NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜 + CO2 +2H2O =Al（OH）3+ HCO3-

【解析】结合流程及题中信息可知，铝土矿在碱溶时，其中的氧化铝和二氧化硅可溶于强碱溶液，过滤后，滤液中偏铝酸钠与碳酸氢钠反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，氢氧化铝经灼烧后分解为氧化铝，最后电解熔融的氧化铝得到铝。碳酸钠溶液经电解后可以再生成碳酸氢钠和氢氧化钠进行循环利用。（1）氧化铝为两性氧化物，可溶于强碱溶液生成偏铝酸钠和水，离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O ；（2）为了提高铝土矿的浸取率，氢氧化钠溶液必须过量，所以过滤Ⅰ所得滤液中含有氢氧化钠，加入碳酸氢钠溶液后，氢氧化钠与碳酸氢钠发生反应生成碳酸钠和水，所以溶液的PH减小；（3）电解I过程中，石墨阳极上氧离子被氧化为氧气，在高温下，氧气与石墨发生反应生成气体，所以，石墨电极易消耗的原因是被阳极上产生的氧气氧化；（4）铝在常温下就容易与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化膜。氯化铵受热分解产生的氯化氢能够破坏铝表面的氧化铝薄膜，所以加入少量的氯化铵有利于AlN的制备；（5）向“过滤Ⅰ”所得滤液中通入过量的CO2，偏铝酸盐转化为氢氧化铝沉淀，其离子方程式为：AlO2-+ CO2 +2H2O =Al(OH)3↓+ HCO3-。