Question

據(jù)新華社報道，發(fā)展改革委員會于2007年4月發(fā)出“遏制鋁冶煉投資反彈”的緊急通知。原因是鋁冶煉屬高耗能產(chǎn)業(yè)，而且某些鋁冶煉企業(yè)以污染環(huán)境為代價，得不償失。

如圖是傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)金屬鋁的基本流程圖，閱讀上述新聞信息，結(jié)合鋁生產(chǎn)的流程圖解答下列問題：

請回答：

（1）工業(yè)冶煉金屬鋁用的是鋁土礦，鋁土礦的主要成分是________(填化學(xué)式)。石油煉制和煤的干餾產(chǎn)品____________(填物質(zhì)名稱)作電解鋁的陰極和陽極材料。

（2）氧化鋁熔點高達2050 ℃，工業(yè)上為了降低能量消耗，在金屬鋁的冶煉中采取的措施是__________________________。

（3）在冶煉過程中，陽極材料需要定期地進行更換，原因是該極材料不斷被消耗，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是：__________________________________________(用化學(xué)方程式表示)。

（4）工業(yè)上制取金屬鎂時是電解MgCl₂，電解反應(yīng)方程式為_________________，鎂和鋁都是活潑金屬，為什么在電解冶煉過程中，一個用氯化物，一個用氧化物？原因是：

_________________________________________________________________�！�

 

Answer 1

【答案】

（1）Al₂O₃（2分）；石墨(或碳)（2分）

（2）加入冰晶石(Na₃AlF₆)和少量CaF₂ （2分）  

（3）2C＋O₂2CO （3分）      

（4）MgCl₂（熔融）Mg + Cl₂↑（3分）（要注明“電解”條件）熔點太高，MgCl₂熔點低，熔化時能發(fā)生電離而導(dǎo)電；AlCl₃是共價化合物，熔化時不能發(fā)生電離（3分）

【解析】

試題分析：（1）鋁土礦的主要化學(xué)成分是Al₂O₃，另外還有SiO₂，F(xiàn)e₂O₃、TiO₂、H₂O等，電解前必修進行提純；石油煉制和煤的干餾的固體物質(zhì)成分是碳，具有導(dǎo)電性，可以作為陽極和陰極材料。（2）純凈的Al₂O₃熔點非常高，而其電解必修是在其熔融狀態(tài)下進行，若采用純凈的Al₂O₃進行電解，則加熱熔融需要消耗大量的能量，所以工業(yè)上采取加入冰晶石(Na₃AlF₆)和少量氟化鈣（CaF₂）的方法降低熔點。（3）工業(yè)煉鋁的關(guān)鍵技術(shù)是電解，電解時陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，O^2－失電子變成O₂，在電解過程中陽極材料碳會逐漸與氧氣發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)變成CO。即化學(xué)方程式為：2C＋O₂2CO。（4）MgCl₂是離子化合物，熔融時能發(fā)生電離，AlCl₃是共價化合物，熔融時不發(fā)生電離，再者氧化鎂熔點很高，耗能太大。MgCl₂的電解方程式為：MgCl₂（熔融）Mg + Cl₂↑

考點：該題以工業(yè)煉鋁為載體考查原料的判斷、原理的詮釋以及能量的合理利用。