Question

由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝．工艺流程如下：

（注：NaCl熔点为801℃；AlCl₃在181℃升华）
（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为①______和②______
（2）将Cl₂连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去．气泡的主要成分除Cl₂外还含有______；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在______
（3）在用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为______
（4）镀铝电解池中，金属铝为______极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl₄^- 和Al₂Cl₇^-形式存在，铝电极的主要电极反应式为______
（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是______．

Answer

（1）根据氧化铁和石英砂（主要成分是二氧化硅）能分别与铝发生置换反应来书写方程式；
（2）根据题中信息：NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华，在结合物质之间的反应来分析；
（3）酸性气体能和强碱反应，用烧碱来处理尾气；
（4）电镀池中镀件金属作阳极，金属发生氧化反应；
（5）根据氧化铝的性质来回答．
【解析】
（1）氧化铁和二氧化硅分别与铝发生的是置换反应（单质和化合物发生反应生成新单质和化合物的反应），即2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe，4Al+3SiO2═3Si+2Al2O3，故答案为：2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe；4Al+3SiO2═3Si+2Al2O3；
（2）粗铝含有一定量的金属钠和氢气，钠、铝和氯气反应生成了氯化钠和氯化铝，氢气和氯气发生反应生成氯化氢，其中氯化钠熔点为801℃，较高，是固态杂质随气泡上浮，气泡的主要成分除Cl2外还含有H2、HCl、AlCl3，故答案为：H2、HCl、AlCl3；NaCl；
（3）A中有氯气以及氯化氢，均能和烧碱反应，用于尾气处理，实质为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，H++OH-=H2O，故答案为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，H++OH-=H2O；
（4）电镀池中镀件金属铝作阳极，金属铝失电子发生氧化反应，故答案为：阳极；Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-；
（5）铝金属表面形成的致密氧化铝膜具有保护作用，致密的氧化膜能隔绝钢材与空气中的O2、CO2和H2O等接触，使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生，故答案为：致密的氧化膜能隔绝钢材与空气中的O2、CO2和H2O等接触，使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生．