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的流程如下：

②以萤石（CaF₂）和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：

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                                ，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是                     。

Answer

（1）2NaOH＋SiO2＝Na2SiO3＋H2O     2NaOH＋Al2O3＝2NaAlO2＋H2O

（2）CaSiO3     2AlO2－＋CO2＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋CO32－（3）浓H2SO4    12HF＋3Na2CO3＋2Al(OH)3＝2Na3AlF6＋3CO2＋9H2O（4）2Al2O34Al＋3O2↑    O2、 CO2  、CO

【解析】

试题分析：（1）铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等.当向铝土矿中加入氢氧化钠溶液时发生反应2NaOH＋SiO2＝Na2SiO3＋H2O  2NaOH＋Al2O3＝2NaAlO2＋H2O。产生的Na2SiO3 和NaAlO2在滤液Ⅰ中。向滤液中加入CaO发生反应CaO+H2O=Ca(OH)2 Ca(OH)2+ Na2SiO3=CaSiO3↓+2NaOH. NaAlO2仍然留在滤液Ⅱ中。这时通入CO2气体。发生反应：2AlO2－＋CO2＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋CO32－。B是Al(OH)3。滤液Ⅲ含有碳酸钠。Al(OH)3受热分解2 Al(OH)3 Al2O3+3H2O. 电解氧化铝得到单质Al。由于Al2O3熔点很高，有2000多度。为了能使氧化铝在较低的温度下融化，要加入助溶剂冰晶石。它的制法是用萤石和浓硫酸在加热时发生反应硫酸钙和HF。硫酸钙用于建筑材料，由HF和碳酸钠、氢氧化铝发生反应产生冰晶石。12HF＋3Na2CO3＋2Al(OH)3＝2Na3AlF6＋3CO2＋9H2O。这样在冰晶石作用下1000度左右氧化铝就能融化，发生反应：2Al2O34Al＋3O2↑。制的Al. 以石墨为电极电解氧化铝时，阳极发生氧化反应产生氧气。但由于温度高，部分氧气和石墨电极发生反应产生CO、CO2.故阳极产生的混合气体的成分是O2、CO2  CO.

考点：考查氧化铝、冰晶石的制备及铝的冶炼的知识。