Question

铝是一种应用广泛的金属，在工业上用和冰晶石混合熔电解制得。

Ⅰ.铝土矿的主要成分是和等。从铝土矿中提炼的流程如下：

（1）写出反应1中涉及的任意一个化学方程式______；

（2）滤液Ⅰ中加入的CaO生成的沉淀是_____，已知气体A在标准状况下的密度为1.96g/L，反应2的离子方程式为______；

Ⅱ.以萤石和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：

（3）萤石的电子式______；

（4）若E为硫酸钙，D为最稳定的气态氢化物，则化合物C是______，写出由D制备冰晶石的化学方程式_______；

（5）工业电解制铝若以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是_______。

Answer

2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O或2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O CaSiO3 2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32- 浓硫酸 12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O O2、CO2（CO）

【解析】

Ⅰ.铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等，加入氢氧化钠溶液氧化铝溶解，过滤得到滤液偏铝酸钠溶液，二氧化硅溶解生成硅酸钠溶液，加入氧化钙生成氢氧化钙，和硅酸钠反应生成硅酸钙沉淀，过滤得到偏铝酸钠溶液，通入气体A得到氢氧化铝沉淀，煅烧氢氧化铝得到氧化铝；
Ⅱ.根据原子守恒，氟化钙和浓硫酸加热反应生成氟化氢气体和硫酸钙，氟化氢和碳酸钠、氢氧化铝反应生成冰晶石（六氟合铝酸钠）。电解氧化铝阳极生成氧气，据此解答。

I.（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或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，A与偏铝酸钠溶液反应生成Al（OH）3沉淀，气体A在标准状况下的密度为1.96g/L，气体A的摩尔质量为1.96g/L×22.4L/mol=44g/mol，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，反应的离子方程式为：2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-，

故答案为CaSiO3；2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-；
II.（3）CaF2为离子化合物，电子式为，

故答案为；
（4）由工艺流程可知，E为硫酸钙，D为最稳定的气态氢化物，D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，
故答案为浓硫酸；12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O；

（5）工业电解制铝若以石墨为电极，阳极反应式为2O2--4e-=O2↑，高温下C与O2反应生成CO2或CO，则阳极产生的混合气体的成分是 O2、CO2（CO）。

故答案为 O2、CO2（CO）。