Question

【題目】一種利用鋁土礦(含有氧化鋁和雜質)生產氧化鋁純品的工業流程如下：

（1）過程I，發生反應的離子方程式是。
（2）過程II，用一定濃度的NaHCO3溶液處理堿浸后濾液，所得溶液pH和Al(OH)3生成的量隨加入NaHCO3溶液體積變化的曲線如下：

① 加入NaHCO3溶液體積小于8 mL時，發生主要反應的離子方程式是。
② 過程II生成Al(OH)3的離子方程式是。
（3）過程III，電解Na2CO3溶液的裝置如下圖所示。

①陰極的電極反應式是。
②簡述陽極液生成的原理：。

Answer 1

【答案】
（1）Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O
（2）OH－+HCO3－=CO32－+H2O,HCO3－+AlO2－+H2O=Al(OH)3↓+CO32－
（3）2H2O+2e－=2OH－+H2↑,2H2O-4e－=O2↑+4H+,溶液中c(H+)增大,發生反應：CO32－+H+=HCO3－,部分Na+透過離子交換膜向陰極移動,最終獲得含NaHCO3的陽極液
【解析】解：（1）過程I，鋁土礦中氧化鋁與堿反應生成偏鋁酸鈉根離子和水，反應的離子方程式為Al2O3 + 2OH－= 2AlO2－+ H2O，
故答案為：Al2O3 + 2OH－= 2AlO2－+ H2O；
（2）① 加入NaHCO3溶液體積小于8 mL時，沒有氫氧化鋁沉淀生成，主要反應的離子方程式為OH－ + HCO3－= CO32－+ H2O，
故答案為：OH－ + HCO3－= CO32－+ H2O；

② 過程II中碳酸氫根離子與偏鋁酸鈉根離子發生復分解反應，生成氫氧化鋁沉淀和碳酸根，生成Al(OH)3的離子方程式為HCO3－+ AlO2－+ H2O = Al(OH)3↓+ CO32－，
故答案為：HCO3－+ AlO2－+ H2O = Al(OH)3↓+ CO32－；
（3）①根據圖像，陰極放出氫氣，溶液中的水放電，電極反應式為2H2O + 2e－= 2OH－+ H2↑，
故答案為：2H2O + 2e－= 2OH－+ H2↑；

②2H2O - 4e－= O2↑+ 4H+，溶液中c(H+)增大，發生反應：CO32－+ H+ = HCO3－，部分Na+透過離子交換膜向陰極移動，最終獲得含NaHCO3的陽極液，
故答案為：2H2O - 4e－= O2↑+ 4H+，溶液中c(H+)增大，發生反應：CO32－+ H+ = HCO3－，部分Na+透過離子交換膜向陰極移動，最終獲得含NaHCO3的陽極液。

（1）氧化鋁屬于兩性氧化物，與強堿反應生成偏鋁酸鹽和水；
（2）根據氫氧化鋁的溶解平衡和碳酸氫根離子與氫離子的反應進行分析即可；
（3）根據電解原理分析電極反應即可.