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

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

题型:德州模拟难度:来源:
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是电解槽的示意图.

魔方格

(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C02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Al2O3,还含有Fe203、Si02)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Fe203和Si02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______.
答案
Ⅰ.(1)由电解装置可知,阴极上铝离子得到电子,电极反应为Al3++3e-=Al,故答案为:Al3++3e-=Al;
(2)生产9t铝阳极,转移电子为
9×106
27
×3
=106,5.4t石墨的物质的量为
5.4×106
12
,石墨电极反应生成C0和C02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)=106,解得x=5×104,故答案为:5×104
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AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓,
故答案为:AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓;
(2)沉淀乙是Fe203和Si02的混合物,向其中加入足置盐酸,发生Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O,铁离子水解,FeCl3+3H2O⇌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═Fe2O3+3H2O,
故答案为:Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O;FeCl3+3H2O⇌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═Fe2O3+3H2O;
(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.
举一反三
用铂电极电解100mL HNO3与 AgNO3 的混合溶液,通电一段时间后,两极均收集到2.24L气体(标准状况),则原混合溶液中Ag+的物质的量浓度为(  )
A.1mol•L-1B.2 mol•L-1
C.2.5 mol•L-1D.3 mol•L-1
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在25℃时,将两个铂电极插入一定量饱和Na2SO4溶液中进行电解,通电一段时间后,在阳极上放出a mol气体,同时有w g Na2SO4•10H2O晶体析出.若温度不变,此时剩余溶液中溶质的质量分数为(  )
A.
100w
w+18a
%
B.
7100w
161(w+18a)
%
C.
100w
w+36a
%
D.
7100w
161(w+36a)
%
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(如014•广州一模)某小组设计电解饱和食盐水的装置如图,通电后两极均有气泡产生,下列叙述正确的是(  )
A.铜电极附近观察到黄绿色气体
B.石墨电极附近溶液呈红色
C.溶液中的Na+向石墨电极移动
D.铜电极上发生还原反应

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电解原理在化学工业中有广泛的应用.如图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连.
请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则:
①电解池中X极上的电极反应式为______,在X极附近观察到的现象是______.
电解液中向X极方向移动的离子是______.
②Y电极上的电极反应式为______.
(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则:
①X电极的材料是______.
②Y电极的电极反应式为______.(说明:杂质发生的反应不必写出)
③溶液中的c(Cu2+)与电解前相比______(填“变大”、“变小”或“不变”).
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电化学原理在日常生活中有广泛应用.
(Ⅰ)如图1表示一个电解池,装有电解液a;通过导线与直流电源相连.请回答以下问题:

(1)若a是饱和NaCl溶液,X、Y都是惰性电极,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则
①电解池中X极上的电极反应式为______.在X极附近观察到的实验现象是______.
②检验Y电极反应产物的方法是______.
(2)若a是CuSO4溶液,要用电解方法精炼粗铜,则Y电极的材料是______,X极发生______反应(填“氧化”或“还原”)
(Ⅱ)某校研究性学习小组用相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池如图2,得到的实验数据如下表所示:(已知果汁是显酸性的)
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实验编号水果种类电极间距离/cm电流大小/µA
西红柿198.7
西红柿272.5
苹 果227.2