鋁是應用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質)為原料製備鋁的一種工藝流程如...

問題詳情：

鋁是應用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質)為原料製備鋁的一種工藝流程如下：

注：SiO2在“鹼溶”時轉化為鋁矽**沉澱。

（1）“鹼溶”時生成偏鋁**的離子方程式為_____________________。

（2）向“過濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_________ (填“增大”、“不變”或“減小”)。

（3）“電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是___________。

（4）“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。陽極的電極反應式為_____________________，*極產生的物質A的化學式為____________。

（5）鋁粉在1000℃時可與N2反應制備AlN。在鋁粉中新增少量NH4Cl固體並充分混合，有利於AlN的製備，其主要原因是_____________________。

【回答】

Al2O3+2OH−=2+H2O    減小    石墨電極被陽極上產生的O2氧化    ）4+2H2O−4e−=4+O2↑    H2    NH4Cl分解產生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜   

【解析】

以鋁土礦（主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質）為原料製備鋁，由流程可知，加NaOH溶解時Fe2O3不反應，由資訊可知SiO2在“鹼溶”時轉化為鋁矽**沉澱，過濾得到的濾渣為Fe2O3、鋁矽**，碳***與偏鋁**反應生成Al（OH）3，過濾II得到Al（OH）3，灼燒生成氧化鋁，電解I為電解氧化鋁生成Al和氧氣，電解II為電解Na2CO3溶液，結合圖可知，陽極上碳*根離子失去電子生成碳**根離子和氧氣，*極上*離子得到電子生成*氣。

（1）“鹼溶”時生成偏鋁**的離子方程式為：Al2O3+2OH-==2AlO2-+H2O；（2）向“過濾I”所得濾液中加入NaHCO3溶液，與NaAlO2反應生成*氧化鋁沉澱和碳**，鹼*為OH－＞AlO2－＞CO32－，可知溶液的pH減小，NaHCO3中存在化學鍵有：離子鍵和共價鍵；（3）“電解I”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是石墨電極被陽極上產生的O2氧化。（4）由圖可知，陽極反應為4CO32－+2H2O-4e－═4HCO3－+O2↑，*極上*離子得到電子生成*氣，則*極產生的物質A的化學式為H2。（5）鋁粉在1000℃時可與N2 反應制備AlN。在鋁粉中新增少量NH4Cl固體並充分混合，有利於AlN的製備，其主要原因是NH4Cl分解產生的HCl 能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜。

點睛：本題考查混合物分離提純，答題關鍵：把握流程中發生的反應、混合物分離提純方法、實驗技能，注意水解、電解原理及元素化合物知識的應用，難點小題（2）向“過濾I”所得濾液中加入NaHCO3溶液，與NaAlO2反應生成*氧化鋁沉澱和碳**，鹼*為OH－＞AlO2－＞CO32－。

知識點：離子反應

題型：綜合題