Question

由熔鹽電解法獲得的粗鋁含一定量的金屬鈉和氫氣，這些雜質(zhì)可采用吹氣精煉法除去，產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后可用于鋼材鍍鋁。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(chǎn)生新的雜質(zhì)，相關的化學方程式為①____________________________________________________________和

②____________________________________________________________。

(2)將Cl2連續(xù)通入坩堝中的粗鋁熔體，雜質(zhì)隨氣泡上浮除去。氣泡的主要成分除Cl2外還含有________；固態(tài)雜質(zhì)粘附于氣泡上，在熔體表面形成浮渣，浮渣中肯定存在________。

(3)在用廢堿液處理氣體A的過程中，所發(fā)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氯元素主要以AlCl和Al2Cl形式存在，鋁電極的主要電極反應式為____________________________________________________________。

(5)鋼材鍍鋁后，表面形成的致密氧化鋁膜能防止鋼材腐蝕，其原因是____________________________________________________________。

Answer 1

解析　(1)鋁屬于活潑金屬。在高溫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)在高溫下，氯氣可與氫氣、金屬鈉和鋁反應生成HCl、NaCl和AlCl3，由于溫度是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，即浮渣中肯定存在NaCl；(3)尾氣經(jīng)冷凝后分為氣體A和固體B，由框圖可知A是氯氣和氯化氫的混合氣體，B是AlCl3，因此用廢堿液處理A的過程中，所發(fā)生反應的離子方程式為Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O和H＋＋OH－===H2O；(4)既然是鍍鋁，所以鋁必須作陽極，由于熔融鹽中鋁元素和氯元素主要以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致密而堅固的氧化膜，它能阻止內(nèi)部的金屬繼續(xù)被氧化，起到防腐蝕保護作用。

答案　(1)①2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe�、�4Al＋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)氧化鋁膜能隔絕空氣，阻礙銅鐵被腐蝕