分析 傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)金屬鋁的基本流程為:螢石主要成分為氟化鈣,螢石中加入冰晶石和氟化鈣,降低三氧二化鋁熔化時(shí)所需的溫度,電解氧化鋁得到鋁和氧氣,石油煉制和煤的干餾產(chǎn)品中石墨(或碳)可以作為惰性電極電解冶煉鋁,電解得到的鋁凈化、澄清鑄錠.
(1)工業(yè)上用氧化鋁冶煉金屬鋁,據(jù)此確定鋁土礦的成分;冶煉鋁的電解槽中的陰極和陽極材料均為惰性電極;
(2)冰晶石能溶解Al2O3晶體,被用作助熔劑降低Al2O3的熔點(diǎn);
(3)氧化鋁溶解并和部分冰晶石發(fā)生反應(yīng)生成Al2OF62-,依據(jù)電荷守恒和原子守恒配平書寫離子方程式;
(4)冰晶石能在堿性溶液中分解,冰晶石與足量NaOH溶液反應(yīng)生成兩種鈉鹽分別為偏鋁酸鈉和氟化鈉,結(jié)合原則守恒配平書寫化學(xué)方程式;
(5)生產(chǎn)9g鋁制飲料罐消耗的電能=$\frac{9g}{27g/mol}$×1.8×103KJ,熱回收效率=$\frac{回收能量}{生產(chǎn)耗能}$×100%.
解答 解:傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)金屬鋁的基本流程為:螢石主要成分為氟化鈣,螢石中加入冰晶石和氟化鈣,降低三氧二化鋁熔化時(shí)所需的溫度,電解氧化鋁得到鋁和氧氣,石油煉制和煤的干餾產(chǎn)品中石墨(或碳)可以作為惰性電極電解冶煉鋁,電解得到的鋁凈化、澄清鑄錠.
(1)工業(yè)上用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁,冶煉金屬鋁時(shí)用的主要冶煉是鋁土礦,說明鋁土礦的主要成分是Al2O3,電解法冶煉金屬鋁需要使用惰性電極,石油煉制和煤的干餾產(chǎn)品中石墨(或碳)可以作為惰性電極電解冶煉鋁;
故答案為:Al2O3;石墨(或碳);
(2)Al2O3屬于離子晶體,熔點(diǎn)較高,加入冰晶石和氟化鈣,熔融的冰晶石和氟化鈣能溶解Al2O3晶體,所以其在電解冶煉鋁時(shí)被用作助熔劑,降低三氧二化鋁熔化時(shí)所需的溫度,在金屬鋁的冶煉中加入冰晶石和氟化鈣的目的是降低Al2O3的熔點(diǎn),減少熔融電解質(zhì)的能耗;
故答案為:降低Al2O3的熔點(diǎn),減少熔融電解質(zhì)的能耗;
(3)氧化鋁溶解并和部分冰晶石發(fā)生反應(yīng)生成Al2OF62-,依據(jù)電荷守恒和原子守恒配平書寫離子方程式為:Al2O3+4AlF63-═3Al2OF62-+6F-; 若電解的總反應(yīng)為2Al2O3+3C$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$3CO2+4Al,電解池中陽極上是元素化合價(jià)升高失電子發(fā)生氧化反應(yīng),則陽極的電極反應(yīng)式:C+2 Al2OF62-+12F--4e-═CO2+4 AlF63-;
故答案為:Al2O3+4AlF63-═3Al2OF62-+6F-;C+2Al2OF62-+12F--4e-═CO2+4AlF63-;
(4)冰晶石與足量NaOH溶液反應(yīng)生成兩種鈉鹽分別為偏鋁酸鈉和氟化鈉,結(jié)合原則守恒配平書寫化學(xué)方程式為:Na3AlF6+4NaOH═6NaF+NaAlO2+2H2O;
故答案為:Na3AlF6+4NaOH═6NaF+NaAlO2+2H2O;
(5)已知生產(chǎn)1mol鋁消耗的電能為1.8×106J,9g鋁制飲料罐可回收能量為0.2kJ,生產(chǎn)9g鋁制飲料罐消耗的電能=$\frac{9g}{27g/mol}$×1.8×103KJ,則鋁制飲料罐的熱回收效率η=$\frac{回收能量}{生產(chǎn)耗能}$×100%=$\frac{0.2KJ}{\frac{9}{27}×1.8×1{0}^{3}KJ}$×100%=0.033%,
故答案為:0.033%.
點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)工藝流程、電解原理等,題目難度中等,理解工藝流程是解題的關(guān)鍵,需要學(xué)生基本扎實(shí)的據(jù)此與運(yùn)用知識(shí)分析解決問題的能力.注意復(fù)雜離子方程式和化學(xué)方程式的書寫方法應(yīng)用.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
NaF | NaCl | NaBr | NaI | |
熔點(diǎn)/℃ | 993 | 801 | 747 | 661 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 制作航天服的聚酯纖維和用于光纜通信的光導(dǎo)纖維都是新型無機(jī)非金屬材料 | |
B. | “酸可除銹”、“洗滌劑可去油”都是發(fā)生了化學(xué)變化 | |
C. | 煤經(jīng)氣化和液化兩個(gè)物理變化過程,可變?yōu)榍鍧嵞茉?/td> | |
D. | 油脂有油和脂肪之分,在酸性條件下水解生成高級(jí)脂肪酸和甘油 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | v(H2)=0.03 mol/(L•min) | B. | v(N2)=0.02 mol/(L•min) | ||
C. | v(NH3)=0.01 mol/(L•min) | D. | v(NH3)=0.17 mol/(L•min) |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 原子半徑大小順序:r(W)>r(Y)>r(X) | |
B. | 非金屬性強(qiáng)弱順序:X>W(wǎng)>Z | |
C. | 最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性:Z>W(wǎng) | |
D. | 化合物Y2X、ZX2、WX3中化學(xué)鍵類型相同 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
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