由熔鹽電解法獲得的粗鋁含一定量的金屬*和*氣，這些雜質可採用吹氣精煉法除去，產生的尾氣經處理後可用於鋼材鍍鋁。...

問題詳情：

由熔鹽電解法獲得的粗鋁含一定量的金屬*和*氣，這些雜質可採用吹氣精煉法除去，產生的尾氣經處理後可用於鋼材鍍鋁。工藝流程如下：

(注：NaCl熔點為801 ℃；AlCl3在181 ℃昇華)

(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生置換反應產生新的雜質，相關的化學方程式為①____________________和②_____________________。

(2)將Cl2連續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______；固態雜質粘附於氣泡上，在熔體表面形成浮渣，浮渣中肯定存在______。

(3)在用廢鹼液處理氣體A的過程中，所發生反應的離子方程式為________________________________________________________________________。

(4)鍍鋁電解池中，金屬鋁為______極。熔融鹽電鍍液中鋁元素和*元素主要以AlCl和Al2Cl形式存在，鋁電極的主要電極反應式為______________________________________。

(5)鋼材鍍鋁後，表面形成的緻密氧化鋁膜能防止鋼材腐蝕，其原因是_______________________________________________________________________。

【回答】

*  (1)①2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe

②4Al＋3SiO22Al2O3＋3Si

(2)HCl和AlCl3　NaCl

(3)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，H＋＋OH－===H2O

(4)陽　Al＋4Cl－－3e－===AlCl，2Al＋7Cl－－6e－===Al2Cl

(5)緻密的氧化鋁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生

解析  (1)鋁屬於活潑金屬，在高温下可置換某些金屬或非金屬，因此有關反應的方程式為

2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe、4Al＋3SiO22Al2O3＋3Si。

(2)在高温下，*氣可與*氣、金屬*和鋁反應生成HCl、NaCl和AlCl3，由於温度是700 ℃，所以AlCl3會升華變成氣體，因此氣泡的主要成分除Cl2外還含有HCl和AlCl3；NaCl熔點為801 ℃，此時NaCl不會熔化，只能在浮渣中存在，即浮渣肯定存在NaCl。

(3)尾氣經冷凝後分為氣體A和B，由框圖可知A是*氣和*化*的混合氣體，B是AlCl3，因此用廢鹼液處理A的過程中，所發生反應的離子方程式為Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O和H＋＋OH－===H2O。

(4)既然是鍍鋁，所以鋁必須做陽極，由於熔融鹽中鋁元素和*元素主要以AlCl和Al2Cl形式存在，所以陽極的電極反應式為Al＋4Cl－－3e－===AlCl；2Al＋7Cl－－6e－===Al2Cl。

(5)鋁在空氣中易形成一層極薄的緻密而堅固的氧化膜，它能阻止內部的金屬繼續被氧化，起到防腐蝕保護作用。

知識點：金屬元素的單質及其化合物

題型：實驗,探究題