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的离子方程式________________________，                      。

（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

（14分）

（1）2OH-＋SiO2===SiO32-＋H2O、2OH-＋Al2O3===2AlO2-＋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）二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水，反应离子方程式为：2OH-＋SiO2===SiO32-＋H2O，氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，反应离子方程式为：2OH-＋Al2O3===2AlO2-＋H2O，故答案为：2OH-＋SiO2===SiO32-＋H2O、2OH-＋Al2O3===2AlO2-＋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D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）。

考点：考查了镁、铝的重要化合物；硅和二氧化硅的相关知识。