Ⅰ．工业上用电解熔融氧化铝的方法来制取金属铝．纯净氧化铝的熔点很高（约2045℃），在实际生产中，通过加入助熔剂冰晶石（Na3AlF6）在1000℃左右就可以得到熔融体．图1是电解

Question

Ⅰ．工业上用电解熔融氧化铝的方法来制取金属铝．纯净氧化铝的熔点很高（约2045℃），在实际生产中，通过加入助熔剂冰晶石（Na ₃ AlF ₆ ）在1000℃左右就可以得到熔融体．
图1是电解槽的示意图．



（1）写出电解时阴扳的电极反应式______．
（2）电解过程中生成的氧气全部与石墨电极反应生成C0和C0 ₂ 气体．因此，需要不断补充石墨电极．工业生产中，每生产9t铝阳极损失5.4t石墨．生成的二氧化碳的物质的量为______
Ⅱ．工业上用铝土矿（主要成分是Al ₂ O ₃ ，还含有Fe ₂ 0 ₃ 、Si0 ₂ ）提取氧化铝做冶炼铝的原料．其中一种提取的搡作过程如（图2）：
请回答下列问题：
（1）请写出甲溶液中通入足量二氧化碳生成氢氧化铝的离子方程式______．
（2）沉淀乙是Fe ₂ 0 ₃ 和Si0 ₂ 的混合物，向其中加入足置盐酸，写出反应的离子方程式______，充分反应后过滤，将滤液加热蒸干灼烧，最后可得到红褐色固体，用简要的文字和化学方程式说明这一变化过程______．
（3）上述提取氧化铝的方法叫碱溶法．工业生产中还有一种酸溶法．
第一步：向铝土矿中加盐酸，然后过滤；第二步：处理得到的滤液．请你思考第二步操作中使用的化学试剂是______．

Answer 1

Ⅰ．（1）由电解装置可知，阴极上铝离子得到电子，电极反应为Al ³⁺ +3e ^- =Al，故答案为：Al ³⁺ +3e ^- =Al；
（2）生产9t铝阳极，转移电子为 (9 ×106)/(27) ×3 =10 ⁶ ，5.4t石墨的物质的量为 (5.4 ×106)/(12) ，石墨电极反应生成C0和C0 ₂ 气体，设生成二氧化碳为x，由电子守恒可知，
x×（4-0）+（ (5.4 ×106)/(12) -x）×（2-0）=10 ⁶ ，解得x=5×10 ⁴ ，故答案为：5×10 ⁴ ；
Ⅱ．（1）甲中含偏铝酸根离子，通入足量二氧化碳生成氢氧化铝，离子反应为AlO ₂ ^- +CO ₂ +2H ₂ O=HCO ₃ ^- +Al（OH） ₃ ↓，
故答案为：AlO ₂ ^- +CO ₂ +2H ₂ O=HCO ₃ ^- +Al（OH） ₃ ↓；
（2）沉淀乙是Fe ₂ 0 ₃ 和Si0 ₂ 的混合物，向其中加入足置盐酸，发生Fe ₂ O ₃ +6H ⁺ ═2Fe ³⁺ +3H ₂ O，铁离子水解，FeCl ₃ +3H ₂ O⇌Fe（OH） ₃ +3HCl，加热促进水解，且盐酸易挥发，化学平衡正向移动，生成氢氧化铁，最后灼烧氢氧化铁分解生成氧化铁，2Fe（OH） ₃ ═Fe ₂ O ₃ +3H ₂ O，
故答案为：Fe ₂ O ₃ +6H ⁺ ═2Fe ³⁺ +3H ₂ O；FeCl ₃ +3H ₂ O⇌Fe（OH） ₃ +3HCl，加热促进水解，且盐酸易挥发，化学平衡正向移动，生成氢氧化铁，最后灼烧氢氧化铁分解生成氧化铁，2Fe（OH） ₃ ═Fe ₂ O ₃ +3H ₂ O；
（3）提取氧化铝，加盐酸氧化铝、氧化铁与酸反应，则处理废液的目的是将铝离子、铁离子分离，应选择强碱，所以步骤二中的化学试剂为NaOH溶液或强碱溶液，
故答案为：NaOH溶液或强碱溶液．