Question

由熔鹽電解法獲得的粗鋁含有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．

（注：NaCl熔點(diǎn)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(yīng)產(chǎn)生新的雜質(zhì)，相關(guān)的化學(xué)方程式為①

 

和②

 

．
（2）將Cl₂連續(xù)通人坩堝中的粗鋁熔體，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，在熔體表面形定浮渣，浮渣中肯定存在

 

．
（3）在用廢堿液處理A的過程中，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,金屬冶煉的一般原理

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：流程分析可知，粗鋁在坩堝中精煉高溫連續(xù)通入氯氣，將坩堝中的粗鋁熔體，雜質(zhì)隨氣泡上浮而除去，得到高純鋁液，冷卻得到高純鋁錠；
（1）根據(jù)氧化鐵和石英砂（主要成分是二氧化硅）能分別與鋁發(fā)生置換反應(yīng)來書寫方程式；
（2）根據(jù)題中信息：NaCl熔點(diǎn)為801℃；AlCl₃在181℃升華，在結(jié)合物質(zhì)之間的反應(yīng)來分析；
（3）酸性氣體能和強(qiáng)堿反應(yīng)，用燒堿來處理尾氣；

解答： 解：（1）氧化鐵和二氧化硅分別與鋁發(fā)生的是置換反應(yīng)（單質(zhì)和化合物發(fā)生反應(yīng)生成新單質(zhì)和化合物的反應(yīng)），即2Al+Fe₂O₃

高溫  .

Al₂O₃+2Fe，4Al+3SiO₂

高溫  .

3Si+2Al₂O₃，故答案為：2Al+Fe₂O₃

高溫  .

Al₂O₃+2Fe；4Al+3SiO₂

高溫  .

3Si+2Al₂O₃；
（2）粗鋁含有一定量的金屬鈉和氫氣，鈉、鋁和氯氣反應(yīng)生成了氯化鈉和氯化鋁，氫氣和氯氣發(fā)生反應(yīng)生成氯化氫，其中氯化鈉熔點(diǎn)為801℃，較高，是固態(tài)雜質(zhì)隨氣泡上浮，氣泡的主要成分除Cl₂外還含有H₂、HCl、AlCl₃，故答案為：H₂、HCl、AlCl₃；NaCl；
（3）A中有氯氣以及氯化氫，均能和燒堿反應(yīng)，用于尾氣處理，實(shí)質(zhì)為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，H⁺+OH^-=H₂O，故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，H⁺+OH^-=H₂O；

點(diǎn)評：本題是一道有關(guān)金屬的工業(yè)制備知識題目，考查角度廣，難度較大．