Question

（12分）工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，F(xiàn)e2O3等)提取Al2O3做冶煉鋁的原料，由熔鹽電解法獲得的粗鋁中含一定量的金屬鈉和氫氣，這些雜質(zhì)可采用吹氣精煉法除去，產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后可用于鋼材鍍鋁。工藝流程如下圖所示：

(已知：NaCl熔點(diǎn)為801℃；AlCl3在181℃升華)

（1）向?yàn)V液中通入過量CO2所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。

（2）精煉前，需清除坩堝表面的氧化鐵和石英砂，防止精煉時(shí)它們分別與鋁發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生新的雜質(zhì)，則鋁和氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（3）將Cl2連續(xù)通入坩堝中的粗鋁熔體，雜質(zhì)隨氣泡上浮而除去。氣泡的主要成分除Cl2外還含有______。固態(tài)雜質(zhì)粘附于氣泡上，在熔體表面形成浮渣，浮渣中肯定存在________。

（4）鍍鋁電解池中，金屬鋁為陽極，熔融鹽電鍍液中鋁元素主要以AlCl4－形式存在，則陽極的電極反應(yīng)式為_____________。

（5）鋼材鍍鋁后，抗腐蝕性能會大大增強(qiáng)，其原因是_____________。

 

Answer 1

（12分）

（1） AlO2— ＋2H2O ＋CO2＝Al(OH)3↓＋HCO3—（2分）

（2）Fe2O3＋2Al Al2O3＋2Fe（2分）

（3）HCl和AlCl3�。�2分） NaCl（2分）

（4）Al-3e-＋4Cl-= AlCl4-（2分）

（5）表面形成的致密氧化鋁膜能防止鋼材腐蝕，或致密的氧化鋁膜將環(huán)境中的電解質(zhì)溶液與內(nèi)層金屬隔離 （2分）

【解析】

試題分析：（1）濾液中含有AlO2— ，通入CO2，生成Al(OH)3沉淀，離子方程式為：AlO2— ＋2H2O ＋CO2＝Al(OH)3↓＋HCO3—

（2）鋁在高溫條件下，把Fe2O3還原為Fe，化學(xué)方程式為：Fe2O3＋2Al Al2O3＋2Fe

（3）因?yàn)榇咒X中含有氫氣，所以與Cl2反應(yīng)生成AlCl3和H2，AlCl3在181℃升華，所以氣泡的主要成分除Cl2外還含有HCl和AlCl3；粗鋁中含有Na，與Cl2反應(yīng)生成NaCl，NaCl熔點(diǎn)為801℃，所以浮渣中肯定存在NaCl。

（4）Al失電子生成AlCl4－，電極方程式為：Al-3e-＋4Cl-= AlCl4-

（5）Al在空氣中與O2反應(yīng)生成Al2O3，表面形成的致密氧化鋁膜，能防止鋼材腐蝕。

考點(diǎn)：本題考查化學(xué)工藝流程的分析、方程式的書寫、電解原理。