图是传统的工业生产金属铝的基本流程图．结合铝生产的流程图回答下列问题：（1）工业冶炼金属铝用的是铝土矿，铝土矿的主要成分是（填化学式）．石油炼制和煤的干馏产品（填物

Question

图是传统的工业生产金属铝的基本流程图．结合铝生产的流程图回答下列问题：

（1）工业冶炼金属铝用的是铝土矿，铝土矿的主要成分是___（填化学式）．石油炼制和煤的干馏产品___（填物质名称）作电解铝的阴极和阳极材料．
（2）在金属铝的冶炼中加入冰晶石和氟化钙的目的是___
（3）在冶炼过程中，阳极材料需要定期进行更换，原因是氧化铝和部分冰晶石（Na₃AlF₆）发生反应生成Na₂Al₂OF₆，写出该反应的化学方程式___
（4）工业上制取金属镁采取电解熔融MgCl₂的方法，电解反应方程式为___；镁和铝都是活泼金属，为什么在电解冶炼过程中，一个用氯化物，一个用氧化物？___
（5）已知生产1mol铝消耗的电能为1.8×10⁶J，9g铝制饮料罐可回收能量为0.2kJ，则铝制饮料罐的热回收效率η=___（热回收效率=回收能量/生产耗能×100%）

Answer 1

传统的工业生产金属铝的基本流程为：萤石主要成分为氟化钙，萤石中加入冰晶石和氟化钙，降低三氧二化铝熔化时所需的温度，电解氧化铝得到铝和氧气，石油炼制和煤的干馏产品中石墨（或碳）可以作为惰性电极电解冶炼铝，电解得到的铝净化、澄清铸锭．
（1）工业上用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝，冶炼金属铝时用的主要冶炼是铝土矿，说明铝土矿的主要成分是Al₂O₃，电解法冶炼金属铝需要使用惰性电极，石油炼制和煤的干馏产品中石墨（或碳）可以作为惰性电极电解冶炼铝；
故答案为：Al₂O₃；石墨（或碳）；
（2）Al₂O₃属于离子晶体，熔点较高，加入冰晶石和氟化钙，熔融的冰晶石和氟化钙能溶解Al₂O₃晶体，所以其在电解冶炼铝时被用作助熔剂，降低三氧二化铝熔化时所需的温度，在金属铝的冶炼中加入冰晶石和氟化钙的目的是降低Al₂O₃的熔点，减少熔融电解质的能耗；
故答案为：降低Al₂O₃的熔点，减少熔融电解质的能耗；
（3）氧化铝溶解并和部分冰晶石发生反应生成Na₂Al₂OF₆，依据原子守恒配平书写化学方程式为：Al₂O₃+4Na₃AlF₆═3Na₂Al₂OF₆+6NaF，
故答案为：Al₂O₃+4Na₃AlF₆═3Na₂Al₂OF₆+6NaF；
（4）工业上用电解熔融的MgCl₂制备金属镁，电解熔融的氯化镁生成镁与氯气，反应化学方程式为MgCl₂(通电.)/()Mg+Cl₂↑，氧化镁熔点太高，MgCl₂熔点低，熔化时能发生电离而导电，所以用氯化镁电解制镁；AlCl₃是共价化合物，熔化时不能发生电离，所以用氧化铝电解制铝；
故答案为：MgCl₂(通电.)/()Mg+Cl₂↑；氧化镁熔点太高，MgCl₂熔点低，熔化时能发生电离而导电，通过电解制得镁，而AlCl₃是共价化合物，熔化时不能发生电离，所以用电解氧化铝的方法制铝；
（5）已知生产1mol铝消耗的电能为1.8×10⁶J，9g铝制饮料罐可回收能量为0.2kJ，生产9g铝制饮料罐消耗的电能=(9g)/(27g/mol)×1.8×10³KJ，则铝制饮料罐的热回收效率η=(回收能量)/(生产耗能)×100%=(0.2KJ)/((9)/(27)×1.8×103KJ)×100%=0.033%，
故答案为：0.033%．