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，這些雜質可采用吹氣精煉法除去，產生的尾氣經處理后可用鋼材鍍鋁．工藝流程如下：

（注：NaCl熔點為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，防止精煉時它們分別與鋁發(fā)生置換反應產生新的雜質，相關的化學方程式為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的過程中，所發(fā)生反應的離子方程式為

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，使電化學腐蝕和化學腐蝕不能發(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)生置換反應來書寫方程式；
（2）根據(jù)題中信息：NaCl熔點為801℃；AlCl₃在181℃升華，在結合物質之間的反應來分析；
（3）酸性氣體能和強堿反應，用燒堿來處理尾氣；
（4）電鍍池中鍍件金屬作陽極，金屬發(fā)生氧化反應；
（5）根據(jù)氧化鋁的性質來回答．

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（單質和化合物發(fā)生反應生成新單質和化合物的反應），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、鋁和氯氣反應生成了氯化鈉和氯化鋁，氫氣和氯氣發(fā)生反應生成氯化氫，其中氯化鈉熔點為801℃，較高，是固態(tài)雜質隨氣泡上浮，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，用于尾氣處理，實質為：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極，金屬鋁失電子發(fā)生氧化反應，故答案為：陽極；Al-3e^-+7AlCl₄^-=4Al₂Cl₇^-；
（5）鋁金屬表面形成的致密氧化鋁膜具有保護作用，致密的氧化膜能隔絕鋼材與空氣中的O₂、CO₂和H₂O等接觸，使電化學腐蝕和化學腐蝕不能發(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，使電化學腐蝕和化學腐蝕不能發(fā)生．

點評：本題是一道有關金屬的工業(yè)制備知識題目，考查角度廣，難度較大．