Question

由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下：

(注：NaCl熔点为801 ℃；AlCl3在181 ℃升华)

(1)精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为①____________________________________________________________和

②____________________________________________________________。

(2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有________；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在________。

(3)在用废碱液处理气体A的过程中，所发生反应的离子方程式为____________________________________________________________。

(4)镀铝电解池中，金属铝为________极，熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以AlCl和Al2Cl形式存在，铝电极的主要电极反应式为____________________________________________________________。

(5)钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是____________________________________________________________。

Answer 1

解析　(1)铝属于活泼金属。在高温下可置换某些金属或非金属，因此有关反应的方程式为2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe、4Al＋3SiO22Al2O3＋3Si；(2)在高温下，氯气可与氢气、金属钠和铝反应生成HCl、NaCl和AlCl3，由于温度是700    ℃，所以AlCl3会升华变成气体，因此气泡的主要成分除Cl2外还含有HCl和AlCl3；NaCl熔点为801 ℃，此时NaCl不会熔化，只能在浮渣中存在，即浮渣中肯定存在NaCl；(3)尾气经冷凝后分为气体A和固体B，由框图可知A是氯气和氯化氢的混合气体，B是AlCl3，因此用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O和H＋＋OH－===H2O；(4)既然是镀铝，所以铝必须作阳极，由于熔融盐中铝元素和氯元素主要以AlCl和Al2Cl形式存在，所以阳极的电极反应式为Al＋4Cl－－3e－===AlCl，2Al＋7Cl－－6e－===Al2Cl；(5)铝在空气中易形成一层致密而坚固的氧化膜，它能阻止内部的金属继续被氧化，起到防腐蚀保护作用。

答案　(1)①2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe　②4Al＋3SiO22Al2O3＋3Si

(2)HCl和AlCl3　NaCl

(3)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，H＋＋OH－===H2O

(4)阳　Al＋4Cl－－3e－===AlCl，2Al＋7Cl－－6e－===Al2Cl

   (5)氧化铝膜能隔绝空气，阻碍铜铁被腐蚀