Question

【题目】铝是应用广泛的金属，以铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质）为原料制备铝的一种工艺流程如下：

注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

（1）A1的原子结构示意图为_______________；A1与NaOH溶液反应的离子方程式为______________________________________。

（2） “碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_______________________________。

（3）向” 过滤Ⅰ所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_________（填“增大”、“ 不变”或“减小”）。

（4） “电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是__________________。

（5）”电解Ⅱ原理如图所示。

①试写出A、B、C、D物质的化学式：A_______，B_______，C_______，D_______。

②阳极的电极反应式为______________________________。

（6）铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是________________________________。

Answer 1

【答案】 2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑ Al2O3+2OH-= 2AlO2-+H2O 减小 石墨电极被阳极上产生的氧气氧化 H2 Na2CO3 NaHCO3 NaOH 【答题空10】【答题空10】4CO32-+2H2O4e-=4HCO3-+O2↑ 氯化铵分解产生的氯化氢能够破坏铝表面的氧化铝薄膜

【解析】（1）A1的原子结构示意图为；A1与NaOH溶液反应的离子方程式为：2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2 ↑；（2） “碱溶”时氧化铝与碱反应生成偏铝酸钠，离子方程式为：Al2O3+2OH-=2 AlO2-+H2O ；（3）过滤Ⅰ所得滤液中含有氢氧化钠、偏铝酸钠，当加入NaHCO3溶液，发生如下反应：OH- +HCO3-=CO32- +H2O，AlO2-+H2O+ HCO3-= CO32- +Al(OH)3↓，溶液的pH减小；（4） “电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，是因为生成的氧气与阳极材料碳反应；（5）由电解Ⅱ原理图中物质化合价变化、生成碳酸氢根离子等信息分析可知，①A是H2，B是 Na2CO3，C是NaHCO3，D是NaOH；②阳极的电极反应式为：4CO32-+2H2O4e-=4HCO3-+O2↑；（6）铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN是化合物，添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，应该是氯化铵起作用，但在在1000℃环境中，氯化铵分解为氯化氢能够破坏铝表面的氧化铝薄膜而促进化合更易进行。