Question

7．由熔盐电解法获得的粗铝含有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，工艺流程如图1：
（已知：NaCl 熔点为801℃；AlCl₃在181℃升华；固体直接变为气体叫做升华）

（1）把NaCl 和AlCl₃的固体混合物置于如图2所示的装置的一端，加热到181（最低温度）℃，即可分离NaCl 和AlCl₃?
（2）将Cl₂连续通入坩埚中的粗铝熔体里，杂质随气泡上浮除去?气泡的主要成分除Cl₂外还含有H₂、HCl、AlCl₃；固态杂质黏附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在的物质是NaCl．
（3）用废碱液处理气体A 的过程中，所发生反应的离子方程式有：①H⁺+OH═H₂O，②Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O?
（4）镀铝电镀池中，金属铝为极，熔融盐电镀池中存在Na⁺?K⁺?AlCl₄^-?Al₂Cl₇等离子?钢材表面（电极）的电极反应式为AlCl₄^-+3e^-═Al+4Cl^-或Al₂O₇^-+6e^-=2Al+7Cl^-?
（5）钢材镀铝后，在表面氧化成致密的氧化铝膜，避免钢材接触空气而防止钢材被腐蚀．

Answer 1

分析 粗铝700°C通入氯气在坩埚中精炼，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H₂、HCl、AlCl₃，除渣得到高纯铝液和尾气，高纯铝液冷却得到高纯铝锭，尾气冷凝得到气体A为Cl₂，废碱液回收得到回收液；B固体加入氯化钠氯化钾加热得到熔融盐电镀得到镀铝制品；
（1）NaCl熔点为801℃；AlCl₃在181℃升华，据此分析分离的温度；
（2）根据题中信息：NaCl熔点为801℃；AlCl₃在181℃升华，在结合物质之间的反应来分析；
（3）酸性气体能和强碱反应，用烧碱来处理尾气，氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；
（4）电镀池中镀件金属作阳极，金属发生氧化反应，钢材做阴极得到电子发生还原反应，熔融盐电镀池中存在Na⁺?K⁺?AlCl₄^-?Al₂Cl₇^-等离子分析；
（5）根据氧化铝的性质稳定来回答，铝金属表面形成的致密氧化铝膜具有保护作用．

解答 解：粗铝700°C通入氯气在坩埚中精炼，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H₂、HCl、AlCl₃，除渣得到高纯铝液和尾气，高纯铝液冷却得到高纯铝锭，尾气冷凝得到气体A为Cl₂，废碱液回收得到回收液；B固体加入氯化钠氯化钾加热得到熔融盐电镀得到镀铝制品；
（1）NaCl熔点为801℃；AlCl₃在181℃升华，把NaCl和AlCl₃的固体混合物置于如图所示的装置的一端，加热到181℃氯化铝变化为气体升华，在另一端冷凝分离，
故答案为：181；
（2）粗铝含有一定量的金属钠和氢气，钠、铝和氯气反应生成了氯化钠和氯化铝，氢气和氯气发生反应生成氯化氢，其中氯化钠熔点为801℃，较高，是固态杂质随气泡上浮，气泡的主要成分除Cl₂外还含有H₂、HCl、AlCl₃，故答案为：H₂、HCl、AlCl₃；NaCl；
（3）A中有氯气以及氯化氢，均能和烧碱反应，用于尾气处理，实质为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，H⁺+OH^-=H₂O，故答案为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（4）电镀池中镀件金属铝作阳极，金属铝失电子发生氧化反应，熔融盐电镀池中存在Na⁺?K⁺?AlCl₄^-?Al₂Cl₇^-等离子，钢材做阴极，表面（电极）的电极反应式为：AlCl₄^-+3e^-═Al+4Cl^-或Al₂O₇^-+6e^-=2Al+7Cl^-，
故答案为：阳；AlCl₄^-?Al₂Cl₇^-；Al₂O₇^-+6e^-=2Al+7Cl^-；
（5）铝金属表面形成的致密氧化铝膜具有保护作用，致密的氧化膜能隔绝钢材与空气中的O₂、CO₂和H₂O等接触，使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生，
故答案为：氧化铝膜．

点评 本题考查了物质分离提纯的流程分析判断，物质性质和试剂作用于产物的判断是解题关键，是一道有关金属的工业制备知识题目，考查角度广，难度中等．