题目内容
已知由铝土矿（主要成分是Al2O3）炼制铝的工艺流程示意图1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2），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 ．
（1）电解生成的铝在熔融液的
（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
（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
（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2），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
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题：实验设计题
分析：（1）由于冰晶石（Na3AlF6）与氧化铝熔融物密度比铝的小，所以铝在熔融液的下层，电解时阳极的碳棒被生成的氧气氧化，电解时不断消耗；
（2）NaAlO2溶液中通入过量CO2生成Al（OH）3和NaHCO3；
（3）Al2O3的熔点很高，熔化需要较多能量，加入冰晶石可以降低Al2O3的熔化温度．根据质量守恒定律书写该化学方程式；
（4）可以通过电解精炼铝除去铝中含有的杂质，阴极材料为Al，阳极上Al放电；
（5）①致密氧化膜为Al2O3，因此电极反应式为2Al-6e-+3H2O═Al2O3+6H+；
②钢材镀铝，致密的氧化膜可以保护内层金属，即使镀层破损，形成原电池时，Al作为负极，仍可防止钢材腐蚀；
（2）NaAlO2溶液中通入过量CO2生成Al（OH）3和NaHCO3；
（3）Al2O3的熔点很高，熔化需要较多能量，加入冰晶石可以降低Al2O3的熔化温度．根据质量守恒定律书写该化学方程式；
（4）可以通过电解精炼铝除去铝中含有的杂质，阴极材料为Al，阳极上Al放电；
（5）①致密氧化膜为Al2O3，因此电极反应式为2Al-6e-+3H2O═Al2O3+6H+；
②钢材镀铝，致密的氧化膜可以保护内层金属，即使镀层破损，形成原电池时，Al作为负极，仍可防止钢材腐蚀；
解答：
解：（1）由于冰晶石（Na3AlF6）与氧化铝熔融物密度比铝的小，所以铝在熔融液的下层．电解时阳极的碳棒被生成的氧气氧化，电解时阳极不断消耗；
故答案为：下层，阳极；
（2）NaAlO2溶液中通入过量CO2生成Al（OH）3和NaHCO3，反应的离子方程式为：AlO2-+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3-；
故答案为：AlO2-+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3-；
（3）Al2O3的熔点很高，熔化需要较多能量，加入冰晶石可以降低Al2O3的熔化温度；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，根据质量守恒定律书写该化学方程式为：2Al（OH）3+12HF+3Na2CO3 =2Na3AlF6+3CO2+9H2O；
故答案为：2Al（OH）3+12HF+3Na2CO3 =2Na3AlF6+3CO2+9H2O；
（4）可以通过电解精炼铝除去铝中含有的杂质，阴极材料为Al，阳极上Al放电，该电解池的阴极材料是Al，阳极的电极反应式：Al-3e-═Al3+；
故答案为：Al，Al-3e-═Al3+；
（5）①生成致密氧化膜为Al2O3，因此电极反应式为2Al-6e-+3H2O═Al2O3+6H+；
故答案为：2Al-6e-+3H2O═Al2O3+6H+；
②钢材镀铝，致密的氧化膜可以保护内层金属，即使镀层破损，形成原电池时，Al作为负极，仍可防止钢材腐蚀；
故答案为：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，可防止钢材被腐蚀；
故答案为：下层，阳极；
（2）NaAlO2溶液中通入过量CO2生成Al（OH）3和NaHCO3，反应的离子方程式为：AlO2-+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3-；
故答案为：AlO2-+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3-；
（3）Al2O3的熔点很高，熔化需要较多能量，加入冰晶石可以降低Al2O3的熔化温度；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，根据质量守恒定律书写该化学方程式为：2Al（OH）3+12HF+3Na2CO3 =2Na3AlF6+3CO2+9H2O；
故答案为：2Al（OH）3+12HF+3Na2CO3 =2Na3AlF6+3CO2+9H2O；
（4）可以通过电解精炼铝除去铝中含有的杂质，阴极材料为Al，阳极上Al放电，该电解池的阴极材料是Al，阳极的电极反应式：Al-3e-═Al3+；
故答案为：Al，Al-3e-═Al3+；
（5）①生成致密氧化膜为Al2O3，因此电极反应式为2Al-6e-+3H2O═Al2O3+6H+；
故答案为：2Al-6e-+3H2O═Al2O3+6H+；
②钢材镀铝，致密的氧化膜可以保护内层金属，即使镀层破损，形成原电池时，Al作为负极，仍可防止钢材腐蚀；
故答案为：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，可防止钢材被腐蚀；
点评：本题考查了物质转化关系的理解应用，主要是流程分析，物质性质，电解和原电池原理的分析应用，掌握基础是关键，题目难度中等．
练习册系列答案
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