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。

①铝土矿的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等。从铝土矿中提炼Al₂O₃的流程如下：

②以萤石（CaF₂）和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：

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）E可作为建筑材料，化合物C是       ，写出由D制备冰晶石的化学方程式            ；

（4）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

【答案】

（1）2NaOH＋SiO₂＝Na₂SiO₃＋H₂O     2NaOH＋Al₂O₃＝2NaAlO₂＋H₂O

（2）CaSiO₃     2AlO₂^－＋CO₂＋3H₂O＝2Al(OH)₃↓＋CO₃^2－（3）浓H₂SO₄    12HF＋3Na₂CO₃＋2Al(OH)₃＝2Na₃AlF₆＋3CO₂＋9H₂O（4）2Al₂O₃4Al＋3O₂↑    O₂、 CO₂  、CO

【解析】

试题分析：（1）铝土矿的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等.当向铝土矿中加入氢氧化钠溶液时发生反应2NaOH＋SiO₂＝Na₂SiO₃＋H₂O  2NaOH＋Al₂O₃＝2NaAlO₂＋H₂O。产生的Na₂SiO₃ 和NaAlO₂在滤液Ⅰ中。向滤液中加入CaO发生反应CaO+H₂O=Ca(OH)₂ Ca(OH)₂+ Na₂SiO₃=CaSiO₃↓+2NaOH. NaAlO₂仍然留在滤液Ⅱ中。这时通入CO₂气体。发生反应：2AlO₂^－＋CO₂＋3H₂O＝2Al(OH)₃↓＋CO₃^2－。B是Al(OH)_3。滤液Ⅲ含有碳酸钠。Al(OH)₃受热分解2 Al(OH)₃ Al₂O₃+3H₂O. 电解氧化铝得到单质Al。由于Al₂O₃熔点很高，有2000多度。为了能使氧化铝在较低的温度下融化，要加入助溶剂冰晶石。它的制法是用萤石和浓硫酸在加热时发生反应硫酸钙和HF。硫酸钙用于建筑材料，由HF和碳酸钠、氢氧化铝发生反应产生冰晶石。12HF＋3Na₂CO₃＋2Al(OH)₃＝2Na₃AlF₆＋3CO₂＋9H₂O。这样在冰晶石作用下1000度左右氧化铝就能融化，发生反应：2Al₂O₃4Al＋3O₂↑。制的Al. 以石墨为电极电解氧化铝时，阳极发生氧化反应产生氧气。但由于温度高，部分氧气和石墨电极发生反应产生CO、CO₂.故阳极产生的混合气体的成分是O₂、CO₂  CO.

考点：考查氧化铝、冰晶石的制备及铝的冶炼的知识。