题目

题型：不详难度：来源：

（12分）工业上用铝土矿(主要成分为Al₂O₃，Fe₂O₃等)提取Al₂O₃做冶炼铝的原料，由熔盐电解法获得的粗铝中含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下图所示：
(已知：NaCl熔点为801℃；AlCl₃在181℃升华)

（1）向滤液中通入过量CO₂所发生反应的离子方程式为                       。
（2）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，则铝和氧化铁反应的化学方程式为                       。
（3）将Cl₂连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮而除去。气泡的主要成分除Cl₂外还含有______。固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在________。
（4）镀铝电解池中，金属铝为阳极，熔融盐电镀液中铝元素主要以AlCl₄^－形式存在，则阳极的电极反应式为_____________。
（5）钢材镀铝后，抗腐蚀性能会大大增强，其原因是_____________。

答案

（12分）
（1） AlO₂^— ＋2H₂O ＋CO₂＝Al(OH)₃↓＋HCO₃^—（2分）
（2）Fe₂O₃＋2Al Al₂O₃＋2Fe（2分）
（3）HCl和AlCl₃　（2分）        NaCl（2分）
（4）Al-3e^-＋4Cl^-= AlCl₄^-（2分）
（5）表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，或致密的氧化铝膜将环境中的电解质溶液与内层金属隔离  （2分）

解析

试题分析：（1）滤液中含有AlO₂^— ，通入CO₂，生成Al(OH)₃沉淀，离子方程式为：AlO₂^— ＋2H₂O ＋CO₂＝Al(OH)₃↓＋HCO₃^—
（2）铝在高温条件下，把Fe₂O₃还原为Fe，化学方程式为：Fe₂O₃＋2Al Al₂O₃＋2Fe
（3）因为粗铝中含有氢气，所以与Cl₂反应生成AlCl₃和H₂，AlCl₃在181℃升华，所以气泡的主要成分除Cl₂外还含有HCl和AlCl₃；粗铝中含有Na，与Cl₂反应生成NaCl，NaCl熔点为801℃，所以浮渣中肯定存在NaCl。
（4）Al失电子生成AlCl₄^－，电极方程式为：Al-3e^-＋4Cl^-= AlCl₄^-
（5）Al在空气中与O₂反应生成Al₂O₃，表面形成的致密氧化铝膜，能防止钢材腐蚀。