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的流程如图1所示：
②以萤石（CaF₂）和纯碱为原料制备冰晶石的流程如图2所示：
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______冰晶石4Al+3O₂↑

Answer

（1）二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水；氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水；
（2）滤液Ⅰ中含有硅酸钠、偏铝酸钠，加入CaO，生成氢氧化钙，氢氧化钙与硅酸钠反应生成硅酸钙沉淀；
由工艺流程可知，B为氢氧化铝，故气体A为二氧化碳，滤液Ⅱ主要是偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液通入二氧化碳，生成氢氧化铝与碳酸钠；
（3）由工艺流程可知，气体C含有F元素，应是HF，故C为浓硫酸；根据元素守恒，可知HF与碳酸钠、氢氧化铝反应生成冰晶石，同时生成二氧化碳、水；
（4）电解熔融的氧化铝生成铝与氧气；阳极生成氧气，部分氧气可以石墨反应生成二氧化碳、CO．
【解析】
（1）二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水，反应方程式为：2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O，氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，反应方程式为：2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O，
故答案为：2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O、2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O；
（2）滤液Ⅰ中含有硅酸钠、偏铝酸钠，加入CaO，生成氢氧化钙，氢氧化钙与硅酸钠反应生成硅酸钙沉淀；
由工艺流程可知，B为氢氧化铝，故气体A为二氧化碳，滤液Ⅱ主要是偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液通入二氧化碳，生成氢氧化铝与碳酸钠，反应方程式为：2AlO2-+CO2+3H2O=2Al（OH）3↓+CO32-，
故答案为：CaSiO3；2AlO2-+CO2+3H2O=2Al（OH）3↓+CO32-；
（3）由工艺流程可知，气体C含有F元素，应是HF，故C为浓硫酸；根据元素守恒，可知HF与碳酸钠、氢氧化铝反应生成冰晶石，同时生成二氧化碳、水，反应方程式为：12HF+3Na2CO3+2Al（OH）3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O，
故答案为：浓H2SO4；12HF+3Na2CO3+2Al（OH）3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O；
（4）电解熔融的氧化铝生成铝与氧气，反应方程式为：2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑，阳极生成氧气，部分氧气可以石墨反应生成二氧化碳、CO，故阳极气体有O2、CO2（或CO）
故答案为：2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑；O2、CO2（或CO）．