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