Question

鋁是一種應(yīng)用廣泛的金屬，工業(yè)上用Al₂O₃和冰晶石（Na₃AlF₆）混合熔融電解制得．
①鋁土礦的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等．從鋁土礦中提煉Al₂O₃的流程如圖1所示：
②以螢石（CaF₂）和純堿為原料制備冰晶石的流程如圖2所示：
回答下列問(wèn)題：
（1）寫(xiě)出反應(yīng)1的化學(xué)方程式______；
（2）濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是______，反應(yīng)2的離子方程式為_(kāi)_____；
（3）E可作為建筑材料，化合物C是______，寫(xiě)出由D制備冰晶石的化學(xué)方程式______；
（4）電解制鋁的化學(xué)方程式是______，以石墨為電極，陽(yáng)極產(chǎn)生的混合氣體的成分是______．

Answer 1

解：（1）二氧化硅與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉與水，反應(yīng)方程式為：2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O，氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與水，反應(yīng)方程式為：2NaOH+Al₂O₃=2NaAlO₂+H₂O，
故答案為：2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O、2NaOH+Al₂O₃=2NaAlO₂+H₂O；
（2）濾液Ⅰ中含有硅酸鈉、偏鋁酸鈉，加入CaO，生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸鈣沉淀；
由工藝流程可知，B為氫氧化鋁，故氣體A為二氧化碳，濾液Ⅱ主要是偏鋁酸鈉，偏鋁酸鈉溶液通入二氧化碳，生成氫氧化鋁與碳酸鈉，反應(yīng)方程式為：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，
故答案為：CaSiO₃；2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-；
（3）由工藝流程可知，氣體C含有F元素，應(yīng)是HF，故C為濃硫酸；根據(jù)元素守恒，可知HF與碳酸鈉、氫氧化鋁反應(yīng)生成冰晶石，同時(shí)生成二氧化碳、水，反應(yīng)方程式為：12HF+3Na₂CO₃+2Al（OH）₃=2Na₃AlF₆+3CO₂+9H₂O，
故答案為：濃H₂SO₄；12HF+3Na₂CO₃+2Al（OH）₃=2Na₃AlF₆+3CO₂+9H₂O；
（4）電解熔融的氧化鋁生成鋁與氧氣，反應(yīng)方程式為：2Al₂O₃（熔融）4Al+3O₂↑，陽(yáng)極生成氧氣，部分氧氣可以石墨反應(yīng)生成二氧化碳、CO，故陽(yáng)極氣體有O₂、CO₂（或CO）
故答案為：2Al₂O₃（熔融）4Al+3O₂↑；O₂、CO₂（或CO）．
分析：（1）二氧化硅與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉與水；氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與水；
（2）濾液Ⅰ中含有硅酸鈉、偏鋁酸鈉，加入CaO，生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸鈣沉淀；
由工藝流程可知，B為氫氧化鋁，故氣體A為二氧化碳，濾液Ⅱ主要是偏鋁酸鈉，偏鋁酸鈉溶液通入二氧化碳，生成氫氧化鋁與碳酸鈉；
（3）由工藝流程可知，氣體C含有F元素，應(yīng)是HF，故C為濃硫酸；根據(jù)元素守恒，可知HF與碳酸鈉、氫氧化鋁反應(yīng)生成冰晶石，同時(shí)生成二氧化碳、水；
（4）電解熔融的氧化鋁生成鋁與氧氣；陽(yáng)極生成氧氣，部分氧氣可以石墨反應(yīng)生成二氧化碳、CO．
點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)工藝流程、無(wú)機(jī)物推斷、常用化學(xué)用語(yǔ)等，題目難度中等，理解工藝流程是解題的關(guān)鍵，（3）中HF的制備是中學(xué)中比較陌生的知識(shí)，現(xiàn)在基本不涉及，是難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)，需要學(xué)生基本扎實(shí)的據(jù)此與運(yùn)用知識(shí)分析解決問(wèn)題的能力．