Question

【题目】一种利用铝土矿(含有氧化铝和杂质)生产氧化铝纯品的工业流程如下：

（1）过程I，发生反应的离子方程式是。
（2）过程II，用一定浓度的NaHCO3溶液处理碱浸后滤液，所得溶液pH和Al(OH)3生成的量随加入NaHCO3溶液体积变化的曲线如下：

① 加入NaHCO3溶液体积小于8 mL时，发生主要反应的离子方程式是。
② 过程II生成Al(OH)3的离子方程式是。
（3）过程III，电解Na2CO3溶液的装置如下图所示。

①阴极的电极反应式是。
②简述阳极液生成的原理：。

Answer 1

【答案】
（1）Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O
（2）OH－+HCO3－=CO32－+H2O,HCO3－+AlO2－+H2O=Al(OH)3↓+CO32－
（3）2H2O+2e－=2OH－+H2↑,2H2O-4e－=O2↑+4H+,溶液中c(H+)增大,发生反应：CO32－+H+=HCO3－,部分Na+透过离子交换膜向阴极移动,最终获得含NaHCO3的阳极液
【解析】解：（1）过程I，铝土矿中氧化铝与碱反应生成偏铝酸钠根离子和水，反应的离子方程式为Al2O3 + 2OH－= 2AlO2－+ H2O，
故答案为：Al2O3 + 2OH－= 2AlO2－+ H2O；
（2）① 加入NaHCO3溶液体积小于8 mL时，没有氢氧化铝沉淀生成，主要反应的离子方程式为OH－ + HCO3－= CO32－+ H2O，
故答案为：OH－ + HCO3－= CO32－+ H2O；

② 过程II中碳酸氢根离子与偏铝酸钠根离子发生复分解反应，生成氢氧化铝沉淀和碳酸根，生成Al(OH)3的离子方程式为HCO3－+ AlO2－+ H2O = Al(OH)3↓+ CO32－，
故答案为：HCO3－+ AlO2－+ H2O = Al(OH)3↓+ CO32－；
（3）①根据图像，阴极放出氢气，溶液中的水放电，电极反应式为2H2O + 2e－= 2OH－+ H2↑，
故答案为：2H2O + 2e－= 2OH－+ H2↑；

②2H2O - 4e－= O2↑+ 4H+，溶液中c(H+)增大，发生反应：CO32－+ H+ = HCO3－，部分Na+透过离子交换膜向阴极移动，最终获得含NaHCO3的阳极液，
故答案为：2H2O - 4e－= O2↑+ 4H+，溶液中c(H+)增大，发生反应：CO32－+ H+ = HCO3－，部分Na+透过离子交换膜向阴极移动，最终获得含NaHCO3的阳极液。

（1）氧化铝属于两性氧化物，与强碱反应生成偏铝酸盐和水；
（2）根据氢氧化铝的溶解平衡和碳酸氢根离子与氢离子的反应进行分析即可；
（3）根据电解原理分析电极反应即可.