题目内容
Ⅰ．工业上用电解熔融氧化铝的方法来制取金属铝．纯净氧化铝的熔点很高（约2045℃），在实际生产中，通过加入助熔剂冰晶石（Na3AlF6）在1000℃左右就可以得到熔融体．图1是电解槽的示意图．
（1）写出电解时阴扳的电极反应式 ．
（2）电解过程中生成的氧气全部与石墨电极反应生成C0和C02气体．因此，需要不断补充石墨电极．工业生产中，每生产9t铝阳极损失5.4t石墨．生成的二氧化碳的物质的量为
Ⅱ．工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3，还含有Fe23、Si02）提取氧化铝做冶炼铝的原料．其中一种提取的搡作过程如（图2）：
请回答下列问题：
（1）请写出甲溶液中通入足量二氧化碳生成氢氧化铝的离子方程式 ．
（2）沉淀乙是Fe23和Si02的混合物，向其中加入足置盐酸，写出反应的离子方程式 ，充分反应后过滤，将滤液加热蒸干灼烧，最后可得到红褐色固体，用简要的文字和化学方程式说明这一变化过程 ．
（3）上述提取氧化铝的方法叫碱溶法．工业生产中还有一种酸溶法．
第一步：向铝土矿中加盐酸，然后过滤；第二步：处理得到的滤液．请你思考第二步操作中使用的化学试剂是 ．
【答案】分析：Ⅰ．（1）由电解装置可知，阴极上铝离子得到电子；
（2）生产9t铝阳极，转移电子为
=106，5.4t石墨的物质的量为
，石墨电极反应生成C0和C02气体，结合电子守恒计算；
Ⅱ．（1）甲中含偏铝酸根离子，通入足量二氧化碳生成氢氧化铝；
（2）沉淀乙是Fe23和Si02的混合物，向其中加入足置盐酸，只有Fe23与酸反应，Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O，铁离子水解生成氢氧化铁，加热促进水解，最后灼烧氢氧化铁分解生成氧化铁；
（3）提取氧化铝，加盐酸氧化铝、氧化铁与酸反应，则处理废液的目的是将铝离子、铁离子分离，应选择强碱．
解答：解：Ⅰ．（1）由电解装置可知，阴极上铝离子得到电子，电极反应为Al3++3e-=Al，故答案为：Al3++3e-=Al；
（2）生产9t铝阳极，转移电子为
=106，5.4t石墨的物质的量为
，石墨电极反应生成C0和C02气体，设生成二氧化碳为x，由电子守恒可知，
x×（4-0）+（
-x）×（2-0）=106，解得x=5×104，故答案为：5×104；
Ⅱ．（1）甲中含偏铝酸根离子，通入足量二氧化碳生成氢氧化铝，离子反应为AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓，
故答案为：AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓；
（2）沉淀乙是Fe23和Si02的混合物，向其中加入足置盐酸，发生Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，铁离子水解，FeCl3+3H2O?Fe（OH）3+3HCl，加热促进水解，且盐酸易挥发，化学平衡正向移动，生成氢氧化铁，最后灼烧氢氧化铁分解生成氧化铁，2Fe（OH）3═Fe2O3+3H2O，
故答案为：Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；FeCl3+3H2O?Fe（OH）3+3HCl，加热促进水解，且盐酸易挥发，化学平衡正向移动，生成氢氧化铁，最后灼烧氢氧化铁分解生成氧化铁，2Fe（OH）3═Fe2O3+3H2O；
（3）提取氧化铝，加盐酸氧化铝、氧化铁与酸反应，则处理废液的目的是将铝离子、铁离子分离，应选择强碱，所以步骤二中的化学试剂为NaOH溶液或强碱溶液，
故答案为：NaOH溶液或强碱溶液．
点评：本题考查电解原理及混合物的分离，明确流程中发生的反应及电解原理即可解答，（2）为解答的难点，注意电子守恒的应用，题目难度中等．
（2）生产9t铝阳极，转移电子为
=106，5.4t石墨的物质的量为，石墨电极反应生成C0和C02气体，结合电子守恒计算；Ⅱ．（1）甲中含偏铝酸根离子，通入足量二氧化碳生成氢氧化铝；
（2）沉淀乙是Fe23和Si02的混合物，向其中加入足置盐酸，只有Fe23与酸反应，Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O，铁离子水解生成氢氧化铁，加热促进水解，最后灼烧氢氧化铁分解生成氧化铁；
（3）提取氧化铝，加盐酸氧化铝、氧化铁与酸反应，则处理废液的目的是将铝离子、铁离子分离，应选择强碱．
解答：解：Ⅰ．（1）由电解装置可知，阴极上铝离子得到电子，电极反应为Al3++3e-=Al，故答案为：Al3++3e-=Al；
（2）生产9t铝阳极，转移电子为
=106，5.4t石墨的物质的量为，石墨电极反应生成C0和C02气体，设生成二氧化碳为x，由电子守恒可知，x×（4-0）+（
-x）×（2-0）=106，解得x=5×104，故答案为：5×104；Ⅱ．（1）甲中含偏铝酸根离子，通入足量二氧化碳生成氢氧化铝，离子反应为AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓，
故答案为：AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓；
（2）沉淀乙是Fe23和Si02的混合物，向其中加入足置盐酸，发生Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，铁离子水解，FeCl3+3H2O?Fe（OH）3+3HCl，加热促进水解，且盐酸易挥发，化学平衡正向移动，生成氢氧化铁，最后灼烧氢氧化铁分解生成氧化铁，2Fe（OH）3═Fe2O3+3H2O，
故答案为：Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；FeCl3+3H2O?Fe（OH）3+3HCl，加热促进水解，且盐酸易挥发，化学平衡正向移动，生成氢氧化铁，最后灼烧氢氧化铁分解生成氧化铁，2Fe（OH）3═Fe2O3+3H2O；
（3）提取氧化铝，加盐酸氧化铝、氧化铁与酸反应，则处理废液的目的是将铝离子、铁离子分离，应选择强碱，所以步骤二中的化学试剂为NaOH溶液或强碱溶液，
故答案为：NaOH溶液或强碱溶液．
点评：本题考查电解原理及混合物的分离，明确流程中发生的反应及电解原理即可解答，（2）为解答的难点，注意电子守恒的应用，题目难度中等．
练习册系列答案
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