Question

【題目】鋁是一種應用廣泛的金屬，在工業上用和冰晶石混合熔電解制得。

Ⅰ.鋁土礦的主要成分是和等。從鋁土礦中提煉的流程如下：

（1）寫出反應1中涉及的任意一個化學方程式______；

（2）濾液Ⅰ中加入的CaO生成的沉淀是_____，已知氣體A在標準狀況下的密度為1.96g/L，反應2的離子方程式為______；

Ⅱ.以螢石和純堿為原料制備冰晶石的流程如下：

（3）螢石的電子式______；

（4）若E為硫酸鈣，D為最穩定的氣態氫化物，則化合物C是______，寫出由D制備冰晶石的化學方程式_______；

（5）工業電解制鋁若以石墨為電極，陽極產生的混合氣體的成分是_______。

Answer 1

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

【解析】

Ⅰ.鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2等，加入氫氧化鈉溶液氧化鋁溶解，過濾得到濾液偏鋁酸鈉溶液，二氧化硅溶解生成硅酸鈉溶液，加入氧化鈣生成氫氧化鈣，和硅酸鈉反應生成硅酸鈣沉淀，過濾得到偏鋁酸鈉溶液，通入氣體A得到氫氧化鋁沉淀，煅燒氫氧化鋁得到氧化鋁；
Ⅱ.根據原子守恒，氟化鈣和濃硫酸加熱反應生成氟化氫氣體和硫酸鈣，氟化氫和碳酸鈉、氫氧化鋁反應生成冰晶石（六氟合鋁酸鈉）。電解氧化鋁陽極生成氧氣，據此解答。

I.（1）二氧化硅與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉與水，反應方程式為：2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O，氧化鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉與水，反應方程式為：2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O，
故答案為：2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O或2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O；
（2）濾液Ⅰ中含有硅酸鈉、偏鋁酸鈉，加入CaO，生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與硅酸鈉反應生成硅酸鈣沉淀；由工藝流程可知，B為氫氧化鋁，A與偏鋁酸鈉溶液反應生成Al（OH）3沉淀，氣體A在標準狀況下的密度為1.96g/L，氣體A的摩爾質量為1.96g/L×22.4L/mol=44g/mol，故氣體A為二氧化碳，濾液Ⅱ主要是偏鋁酸鈉，偏鋁酸鈉溶液通入二氧化碳，生成氫氧化鋁與碳酸鈉，反應的離子方程式為：2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-，

故答案為：CaSiO3；2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-；
II.（3）CaF2為離子化合物，電子式為，

故答案為：；
（4）由工藝流程可知，E為硫酸鈣，D為最穩定的氣態氫化物，D是HF，故C為濃硫酸；根據元素守恒，可知HF與碳酸鈉、氫氧化鋁反應生成冰晶石，同時生成二氧化碳、水，反應方程式為：12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O，
故答案為：濃硫酸；12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O；

（5）工業電解制鋁若以石墨為電極，陽極反應式為2O2--4e-=O2↑，高溫下C與O2反應生成CO2或CO，則陽極產生的混合氣體的成分是 O2、CO2（CO）。

故答案為： O2、CO2（CO）。