某科研小组以难溶性钾长石（K2O?Al2O3?6SiO2）为原料，提取Al2O3、K2CO3等物质，工艺流程如下：（1）煅烧

Question

某科研小组以难溶性钾长石（K2O?Al2O3?6SiO2）为原料，提取Al2O3、K2CO3等物质，工艺流程如下：（1）煅烧过程中钾长石中的钾元素和铝元素在Na2CO3作用下转化为可溶性的NaAlO2和KAlO2，写出Al2O3转化为NaAlO2的化学方程式是：______．（2）已知NaAlO2和KAlO2易发生如下水解反应：AlO2-+2H2O?Al（OH）3+OH-，“浸取”时应保持溶液呈______性（填“酸”或“碱”）．（3）“转化”时加入NaOH的主要作用是______（用离子方程式表示）．（4）上述工艺中可以循环利用的主要物质是______、______和水．（5）以Al2O3为原料，以石墨为电极，通过电解法可制得金属铝．电解池中接电源负极的一极的电极反应式是______．长时间电解后，需要更换新的石墨电极的是______极（填“阴”或“阳”）．

Answer 1

（1）氧化铝和碳酸钠在高温下反应生成偏铝酸钠和二氧化碳，反应方程式为Al₂O₃+Na₂CO₃

高温  .

2NaAlO₂+CO₂↑，
故答案为：Al₂O₃+Na₂CO₃

高温  .

2NaAlO₂+CO₂↑；
（2）偏铝酸根离子水解呈碱性，应在碱性条件下防止水解，故“浸取”时应保持溶液呈碱性，
故答案为：碱；
（3）由工艺流程可知，滤液中主要含有碳酸氢钾、碳酸氢钠，“转化”时加入NaOH，将碳酸氢钾、碳酸氢钠转化为碳酸钾、碳酸钠，反应离子反应方程式为：HCO₃^-+2OH^-=CO₃^2-+H₂O，
故答案为：HCO₃^-+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（4）煅烧时需要碳酸钠，在流程图提取碳酸钾之前可得到碳酸钠，所以碳酸钠为可循环利用的物质，在浸出液中需通二氧化碳，而碳酸钙与二氧化硅、氧化铝和碳酸钠在高温下反应都有二氧化碳生成，所以，二氧化碳是可循环使用的物质，故答案为：Na₂CO₃；CO₂；
（5）电解池中连接电源负极的电极为阴极，阴极发生还原反应，铝离子在阴极放电生成Al，电极反应式为Al³⁺+3e^-=Al，电极过程中阳极生成氧气，生成的氧气会和碳反应生成二氧化碳，阳极石墨被消耗，故需要更换新的石墨电极的是阳极，故答案为：Al³⁺+3e^-=Al；阳．