已知工业上铝的生产流程如下：（1）工业上先从铝土矿获得氧化铝，这一过程包括三个环节，写出这一过程的化学方程式为（2）电解铝时的电解质为，常加入少量氯化钙的目的是（3

Question

已知工业上铝的生产流程如下：

（1）工业上先从铝土矿获得氧化铝，这一过程包括三个环节，写出这一过程的化学方程式为___
（2）电解铝时的电解质为___，常加入少量氯化钙的目的是___
（3）电解铝时的两极反应式为：阳极反应___阴极反应___阳极碳块需要定期更换，其原因是___
（4）已知电解铝生产1mol铝时消耗电能2.2×10⁶J，槽电压为4.0V，一个电子的电量为1.6×10^-19C，则铝电解时电能利用率为___．

Answer 1

（1）从铝土矿获得氧化铝涉及的反应为Al₂O₃（铝土矿）+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O、NaAlO₂+2H₂O+CO₂=Al（OH）₃↓+NaHCO₃、2Al（OH）₃(△.)/()Al₂O₃+3H₂O，
故答案为：Al₂O₃（铝土矿）+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O、NaAlO₂+2H₂O+CO₂=Al（OH）₃↓+NaHCO₃、2Al（OH）₃(△.)/()Al₂O₃+3H₂O；
（2）Al为活泼金属，电解铝时的电解质为氧化铝-冰晶石熔融液，常加入少量氯化钙的目的是降低熔点，
故答案为：氧化铝-冰晶石熔融液；降低熔点；
（3）电解铝时阳极反应为6O^2--12e^-=3O₂↑，阴极反应为4Al³⁺+12e^-=4Al，阳极碳块需要定期更换，其原因是阳极产生的氧气与阳极材料中的碳发生反应，
故答案为：6O^2--12e^-=3O₂↑；4Al³⁺+12e^-=4Al；阳极产生的氧气与阳极材料中的碳发生反应；
（4）电解铝生产1mol铝时消耗电能2.2×10⁶J，槽电压为4.0V，一个电子的电量为1.6×10^-19C，由Al³⁺+3e^-=Al可知，则铝电解时电能利用率为(1mol×3×6.02×1023×1.6×10-19×4)/(2.2×106)×100%=52.54%，故答案为：52.54%．