Question

铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al₂O₃和冰晶石（Na₃AlF₆）混合熔融电解制得．铝土矿的主要成分是Al₂O₃和SiO₂及其它不溶于NaOH溶液的杂质．从铝土矿中提炼Al₂O₃的流程如下：

回答下列问题：
（1）写出反应1的化学方程式

 

；
（2）滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是

 

，反应2的离子方程式为

 

；
（3）电解制铝的化学方程式是

 

，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是

 

．

Answer 1

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）二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水；氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水；
（2）滤液Ⅰ中含有硅酸钠、偏铝酸钠，加入CaO，生成氢氧化钙，氢氧化钙与硅酸钠反应生成硅酸钙沉淀；
由工艺流程可知，B为氢氧化铝，故气体A为二氧化碳，滤液Ⅱ主要是偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液通入二氧化碳，生成氢氧化铝与碳酸钠；
（3）电解熔融的氧化铝生成铝与氧气；阳极生成氧气，部分氧气可以石墨反应生成二氧化碳、CO．

解答： 解：（1）二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水，反应方程式为：2NaOH+SiO₂═Na₂SiO₃+H₂O，氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，反应方程式为：2NaOH+Al₂O₃═2NaAlO₂+H₂O，
故答案为：2NaOH+SiO₂═Na₂SiO₃+H₂O、2NaOH+Al₂O₃═2NaAlO₂+H₂O；
（2）滤液Ⅰ中含有硅酸钠、偏铝酸钠，加入CaO，生成氢氧化钙，氢氧化钙与硅酸钠反应生成硅酸钙沉淀；
由工艺流程可知，B为氢氧化铝，故气体A为二氧化碳，滤液Ⅱ主要是偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液通入二氧化碳，生成氢氧化铝与碳酸钠，反应方程式为：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，
故答案为：CaSiO₃；2AlO₂^-+CO₂+3H₂O═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-；
（3）电解熔融的氧化铝生成铝与氧气，反应方程式为：2Al₂O₃（熔融）

通电    .

冰晶石

4Al+3O₂↑，阳极生成氧气，部分氧气可以石墨反应生成二氧化碳、CO，故阳极气体有O₂、CO₂（或CO）
故答案为：2Al₂O₃（熔融）

通电    .

冰晶石

4Al+3O₂↑；O₂、CO₂（或CO）．

点评：本题考查化学工艺流程、无机物推断、电解原理等，题目难度中等，理解工艺流程是解题的关键，需要学生基本扎实的据此与运用知识分析解决问题的能力．