Question

由鋁土礦（主要成分是Al2O3）煉制鋁的工藝流程示意圖如下：

（1）電解生成的鋁在熔融液的 （填“上層”或“下層”），電解時不斷消耗的電極是 （填“陰極”或“陽極”）。

（2）寫出通入過量二氧化碳酸化時反應的離子方程式

。

（3）電解制備鋁時，需加入冰晶石（Na3AlF6），其作用是 ，工業上可以用氟化氫氣體、氫氧化鋁和純堿在高溫條件下發生反應來制取冰晶石，寫出該反應的化學方程式 。

（4）上述工藝所得鋁中往往含有少量Fe和Si等雜質，可用電解方法進一步提純，該電解池的陰極材料是 （填化學式），陽極的電極反應式為 。

（5）對金屬制品進行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命。

①控制一定條件進行電解（見圖），此時鋁表面可形成耐酸的致密氧化膜，其電極反應式為 ；

②鋼材鍍鋁后，能防止鋼材腐蝕，其原因是 。

 

Answer 1

（1）下層　陽極

（2）AlO2-＋CO2＋2H2O=Al（OH）3↓＋HCO3-

（3）助熔劑（或降低熔化溫度） 2Al（OH）3＋12HF＋3Na2CO32Na3AlF6＋3CO2＋9H2O

（4）Al　Al－3e－=Al3＋

（5）①2Al－6e－＋3H2O=Al2O3＋6H＋

②致密的氧化鋁膜起著保護內部金屬的作用，若鍍層破損后，與電解質溶液接觸時形成原電池，鋁作負極防止鋼材被腐蝕

【解析】（1）電解熔融的氧化鋁冶煉鋁，陽極生成O2，與石墨電極反應生成CO。（3）氧化鋁的熔點很高，是常用的耐高溫材料，故冶煉時加入冰晶石降低其熔點。（4）遷移電解法精煉銅的原理，電解時鋁在陰極析出，故陰極材料為純鋁。（5）根據題中信息，鋁表面生成的應為Al2O3，故陽極電極反應為鋁失去電子，生成的Al3＋與H2O作用形成Al2O3。