Question

【题目】以铝土矿(主要成分为Al2O3和杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：

注：反应Ⅰ“碱溶”时杂质转化为沉淀

（1）反应Ⅰ，发生反应生成偏铝酸钠的离子方程式__________。

（2）电解Ⅰ是电解熔融的冰晶石和Al2O3的混合物，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________。

（3）反应Ⅱ，用一定浓度的NaHCO3溶液处理过滤Ⅰ后的滤液，所得溶液pH和生成Al(OH)3的量随加入NaHCO3溶液体积变化的曲线如下：

①加入NaHCO3溶液体积小于8 mL时，发生主要反应的离子方程式__________。

②反应Ⅱ中生成Al(OH)3的离子方程式__________。

（4）电解Ⅱ是电解Na2CO3溶液，得到含NaHCO3的阳极液，原理如下图所示。

阴极产生的物质A的化学式为____________。

（5）以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，可在铝材表面形成致密氧化膜，阳极电极反应式为_______________。

Answer 1

【答案】 Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O 石墨电极被阳极上产生的氧气氧化 HCO3-+OH—== H2O +CO32－ AlO2- +HCO3- + H2O === Al(OH)3↓+CO32－ H2 2Al + 3H2O - 6e- ==== Al2O3 + 3H2↑

【解析】(1)Al2O3是两性氧化物，能溶于强碱性溶液，则反应Ⅰ中发生反应生成偏铝酸钠的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；

(2)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，因石墨电极被阳极上产生的O2氧化；

(3)①当加入NaHCO3溶液体积小于8 mL时，没有沉淀生成，说明主要是中和溶液中的OH-，发生主要反应的离子方程式为HCO3-+OH—= H2O +CO32－；

②AlO2-促进HCO3-的电离，生成Al(OH)3沉淀的离子方程式为HCO3-+AlO2-+H2O═Al(OH)3↓+CO32-；

(4)由图可知，阳极反应为4CO32-+2H2O-4e-═4HCO3-+O2↑，阴极上氢离子得到电子生成氢气，则阴极产生的物质A的化学式为H2；

(5)阳极上铝失电子和水反应生成氧化铝和氢离子，电极反应式为2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+。