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2025年中职有色金属冶炼（电解铝生产）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共40分）
答题要求：本卷共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 电解铝生产中，氧化铝的熔点约为
A. 1000℃左右
B. 1500℃左右
C. 2000℃左右
D. 2500℃左右
2. 冰晶石在电解铝生产中的作用是
A. 提高氧化铝熔点
B. 降低氧化铝熔点
C. 增加导电性
D. 作为电极材料
3. 电解槽的阴极通常采用
A. 石墨
B. 铁
C. 铜
D. 铝
4. 电解铝生产中，阳极气体主要成分是
A. 氧气
B. 二氧化碳
C. 一氧化碳
D. 氯气
5. 以下哪种物质不是电解铝生产的原料
A. 氧化铝
B. 冰晶石
C. 氟化铝
D. 碳酸钙
6. 电解铝过程中，电能主要转化为
A. 化学能
B.热能
C.光能
D.机械能
7. 电解槽的电流效率通常在
A. 50%-60%
B. 60%-70%
C. 70%-80%
D. 80%-90%
8. 氧化铝的晶型中，哪种最适合电解
A. α-Al₂O₃
B. γ-Al₂O₃
C. δ-Al₂O₃
D. κ-Al₂O₃
9 电解铝生产中，电解质的主要成分除了冰晶石还有
A. 氧化铝
B. 氟化钙
C. 氧化镁
D. 二氧化硅
10. 降低电解槽电压可以
A. 提高电流效率
B. 降低能耗
C. 增加产量
D. 以上都是
11. 电解铝生产中，电解质的温度一般控制在
A. 800-900℃
B. 900-1000℃
C. 1000-1100℃
D. 1100-1200℃
12. 阳极效应发生时，电解槽电压会
A. 升高
B. 降低
C. 不变
D. 随机变化
13. 以下哪种方法可用于监测电解槽的运行状态
A. 测量电流
B. 测量电压
C. 分析电解质成分
D. 以上都是
14. 电解铝生产中，对原料氧化铝的纯度要求一般在
A. 95%以上
B. 98%以上
C. 99%以上
D. 99.5%以上
15. 新启动的电解槽，需要进行
A. 焙烧
B. 预热
C. 灌电解质
D. 以上都要
16. 电解铝生产中，氟化氢气体排放会造成
A. 大气污染
B. 水污染
C. 土壤污染
D. 噪声污染
17. 提高电解质中氧化铝浓度，会使
A. 电解温度升高
B. 电解温度降低
C. 对温度无影响
D. 先升高后降低
18. 电解槽的炉帮厚度过薄会导致
A. 电流效率降低
B. 电解温度升高
C. 阳极消耗加快
D. 以上都是
19. 以下哪种物质可用于净化电解铝生产中的废气
A. 活性炭
B. 石灰
C. 水
D. 氯化钠
20. 电解铝生产中，阴极炭块的使用寿命一般为
A. 1-2年
B. 2-3年
C. 3-4年
D. 4-5年

第II卷（非选择题，共60分）

（一）填空题（共10分）
答题要求：请在每题的空格中填上正确答案。每空1分。

1. 电解铝生产的主要原料是______和______。
2. 电解槽的结构主要包括______、______、______等部分。
3. 冰晶石的分子式为______。
4. 电解铝生产中，阳极反应式为______
5. 降低电解槽能耗的措施有______、______等。

（二）简答题（共20分）
答题要求：简要回答问题，条理清晰，语言简洁。

1. 简述冰晶石在电解铝生产中的作用原理。（5分）
2. 说明电解铝生产中影响电流效率的因素有哪些。（5分）
3. 电解槽发生阳极效应的原因及危害是什么？（5分）
4. 如何保证电解铝生产中原料氧化铝的质量？（5分）

（三）计算题（共10分）
答题要求：写出详细的计算过程和答案。

1. 已知某电解槽的电流为100kA，电流效率为85%，计算该电解槽每天生产铝的质量。（铝的相对原子质量为27，法拉第常数F = 96500C/mol）（5分）
2. 某电解质中氧化铝的质量分数为15%，若要使电解质中氧化铝浓度达到20%，需要加入多少氧化铝？（假设电解质质量为1000kg）（5分）

（四）材料分析题（共10分）
答题要求：阅读材料，回答问题。

材料：在电解铝生产过程中，某工厂发现电解槽的电压逐渐升高，电流效率有所下降。经过检查发现，电解质的成分发生了变化，氧化铝浓度降低，氟化钙含量增加。同时，阳极气体中一氧化碳含量升高。

1. 分析电解质成分变化对电解槽运行的影响。（5分）
2. 针对上述问题，提出相应的解决措施。（5分）

（五）论述题（共10分）
答题要求：结合所学知识，论述相关观点，观点明确，论述合理。

论述电解铝生产中节能减排的重要性及主要措施。

答案：
第I卷答案：1. B 2. B 3. A 4. B 5. D 6. A 7. D 8. B 9. B 10. D 11. C 12. A 13. D 14. D 15. D 16. A
17. A 18. D 19. B 20. B

第II卷答案：
（一）1. 氧化铝、冰晶石 2. 阴极、阳极（炭块）、电解质 3. Na₃AlF₆ 4. 2O²⁻ - 4e⁻ = O₂↑ 5. 优化工艺参数、提高设备性能等
（二）1. 冰晶石能降低氧化铝熔点，使其在较低温度下熔融，增加其导电性，有利于电解反应进行。2. 影响因素有：电解质成分、温度、电流密度、电极材料、电解槽结构等。3. 原因：电解质中氧化铝浓度过低等；危害：电压升高，能耗增加，电流效率降低，阳极消耗加快等。4. 保证质量措施：严格控制原料来源，加强氧化铝的预处理，如提纯、干燥等，储存过程中防止受潮等。
（三）1. 先计算电量Q = It = 100000A×24×3600s = 8.64×10⁹C，根据法拉第定律计算铝的物质的量n = Q/(zF) = 8.64×10⁹C/(Al的化合价×96500C/mol) = 8.64×10⁹C/(3×96500C/mol) = 2991mol，铝的质量m = nM = 2991mol×27g/mol = 80757g = 80.757kg，每天生产铝质量m总 = 80.757kg×85% = 68.64kg。2. 设需加入氧化铝质量为xkg，(1000×15% + x)/(1000 + x) =
20%，150 + x = 200 + 0.2x，0.8x = 50，x = 62.5kg。
（四）1. 氧化铝浓度降低使电解反应速率受影响，电流效率下降；氟化钙含量增加可能改变电解质性质，影响导电性等，导致电压升高；阳极气体中一氧化碳含量升高说明阳极反应异常，可能加剧阳极消耗。2. 补充氧化铝提高其浓度；分析氟化钙增加原因进行调整；检查阳极，优化阳极工艺参数。
（五）重要性：电解铝生产能耗大，节能减排可降低成本，提高企业竞争力，减少对环境的污染等。措施：优化电解工艺，如降低电解槽电压；提高电流效率；回收利用余热；采用新型节能设备；加强管理，减少跑冒滴漏等。