Question

（2011?廣東）由熔鹽電解法獲得的粗鋁含有一定量的金屬鈉和氫氣，這些雜質(zhì)可采用吹氣精煉法除去，產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后可用鋼材鍍鋁．工藝流程如下：

（注：NaCl熔點(diǎn)為801℃；AlCl₃在181℃升華）
（1）精煉前，需清除坩堝表面的氧化鐵和石英砂，防止精煉時(shí)它們分別與鋁發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生新的雜質(zhì)，相關(guān)的化學(xué)方程式為①

2Al+Fe₂O₃=Al₂O₃+2Fe

和②

4Al+3SiO₂═3Si+2Al₂O₃

（2）將Cl₂連續(xù)通入坩堝中的粗鋁熔體，雜質(zhì)隨氣泡上浮除去．氣泡的主要成分除Cl₂外還含有

H₂、HCl、AlCl₃

；固態(tài)雜質(zhì)粘附于氣泡上，在熔體表面形成浮渣，浮渣中肯定存在

NaCl

（3）在用廢堿液處理A的過(guò)程中，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O、H⁺+OH^-=H₂O

（4）鍍鋁電解池中，金屬鋁為

陽(yáng)極

極，熔融鹽電鍍中鋁元素和氯元素主要以AlCl₄^- 和Al₂Cl₇^-形式存在，鋁電極的主要電極反應(yīng)式為

Al-3e^-+7AlCl₄^-=4Al₂Cl₇^-

（5）鋼材鍍鋁后，表面形成的致密氧化鋁膜能防止鋼材腐蝕，其原因是

致密的氧化膜能隔絕鋼材與空氣中的O₂、CO₂和H₂O等接觸，使電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕不能發(fā)生

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)氧化鐵和石英砂（主要成分是二氧化硅）能分別與鋁發(fā)生置換反應(yīng)來(lái)書(shū)寫(xiě)方程式；
（2）根據(jù)題中信息：NaCl熔點(diǎn)為801℃；AlCl₃在181℃升華，在結(jié)合物質(zhì)之間的反應(yīng)來(lái)分析；
（3）酸性氣體能和強(qiáng)堿反應(yīng)，用燒堿來(lái)處理尾氣；
（4）電鍍池中鍍件金屬作陽(yáng)極，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)；
（5）根據(jù)氧化鋁的性質(zhì)來(lái)回答．

解答：解：（1）氧化鐵和二氧化硅分別與鋁發(fā)生的是置換反應(yīng)（單質(zhì)和化合物發(fā)生反應(yīng)生成新單質(zhì)和化合物的反應(yīng)），即2Al+Fe₂O₃=Al₂O₃+2Fe，4Al+3SiO₂═3Si+2Al₂O₃，故答案為：2Al+Fe₂O₃=Al₂O₃+2Fe；4Al+3SiO₂═3Si+2Al₂O₃；
（2）粗鋁含有一定量的金屬鈉和氫氣，鈉、鋁和氯氣反應(yīng)生成了氯化鈉和氯化鋁，氫氣和氯氣發(fā)生反應(yīng)生成氯化氫，其中氯化鈉熔點(diǎn)為801℃，較高，是固態(tài)雜質(zhì)隨氣泡上浮，氣泡的主要成分除Cl₂外還含有H₂、HCl、AlCl₃，故答案為：H₂、HCl、AlCl₃；NaCl；
（3）A中有氯氣以及氯化氫，均能和燒堿反應(yīng)，用于尾氣處理，實(shí)質(zhì)為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，H⁺+OH^-=H₂O，故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，H⁺+OH^-=H₂O；
（4）電鍍池中鍍件金屬鋁作陽(yáng)極，金屬鋁失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故答案為：陽(yáng)極；Al-3e^-+7AlCl₄^-=4Al₂Cl₇^-；
（5）鋁金屬表面形成的致密氧化鋁膜具有保護(hù)作用，致密的氧化膜能隔絕鋼材與空氣中的O₂、CO₂和H₂O等接觸，使電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕不能發(fā)生，故答案為：致密的氧化膜能隔絕鋼材與空氣中的O₂、CO₂和H₂O等接觸，使電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕不能發(fā)生．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道有關(guān)金屬的工業(yè)制備知識(shí)題目，考查角度廣，難度較大．