Question

无水AlCl₃易升华，可用作有机合成的催化剂等．工业上由铝土矿（A1₂O₃、Fe₂O₃）为原料制备无水AlCl₃的工艺流程如下．

（1）氯化炉中Al₂O₃、C1₂和C反应的化学方程式为

 

．
（2）用Na₂SO₃溶液可除去冷却器排出尾气中的Cl₂，此反应的离子方程式为

 

，在标准状况下，吸收112L Cl₂需要

 

molNa₂SO₃．
（3）为测定制得的无水AlCl₃产品（含杂质FeCl₃）的纯度，称取无水AlCl₃样品，溶于过量的NaOH溶液，过滤出沉淀物，经洗涤、灼烧、冷却、称重．试写出测定无水AlCl₃产品纯度的过程中有关反应的离子方程式：

 

．
（4）工业上另一种由铝灰为原料制备无水AlCl₃工艺中，最后一步是由AlCl₃?6H₂O脱去结晶水制备无水AlCl₃，实现这一步的操作方法是

 

．
（5）工业上铝土矿经提纯后可冶炼铝，写出在950-970℃和Na₃AlF₆作用下进行电解制铝反应的化学方程式

 

．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：元素及其化合物

分析：根据工艺流程可知氯化炉的产物，经冷却、升华可制备无水AlCl₃，说明氯化炉的产物中含有A1C1₃，冷凝器尾气含有CO，所以Al₂O₃、C1₂和C反应，生成A1C1₃和CO，A1C1₃为共价化合物，升华器中主要含有AlCl₃和FeCl₃，FeCl₃熔点、沸点较高，升华制备无水AlCl₃，加入少量Al目的是除去FeCl₃，
（1）根据工艺流程可知升华器中含有AlCl₃等，所以Al₂O₃、C1₂和C反应会生成A1C1₃，由冷凝器尾气可知还会生成CO；
（2）Cl₂有强氧化性，将SO₃^2-氧化为SO₄^2-，自身被还原为C1^-，结合反应的方程式计算消耗Na₂SO₃的物质的量；
（3）除杂过程中铁离子与氢氧根离子结合成氢氧化铁沉淀，铝离子与氢氧根离子结合成偏铝酸根和水；
（4）氯化铝溶液发生水解，将AlCl₃?6H₂O脱水制备无水氯化铝可在HCl气流中加热脱结晶水；
（5）氧化铝在950-970℃和Na₃AlF₆作用下进行电解生成铝和氧气．

解答： 解：（1）根据工艺流程可知氯化炉的产物，经冷却、升华可制备无水AlCl₃，说明氯化炉的产物中含有A1C1₃，冷凝器尾气含有CO，所以Al₂O₃、C1₂和C反应，生成A1C1₃和CO，反应方程式为A1₂O₃+3C1₂+3C

950℃  .

2A1C1₃+3CO，
故答案为：A1₂O₃+3C1₂+3C

950℃  .

2A1C1₃+3CO；
（2）Cl₂有强氧化性，将SO₃^2-氧化为SO₄^2-，自身被还原为2C1^-．反应离子方程式为SO₃^2-+C1₂+H₂O═SO₄^2-+2C1^-+2H⁺，
在标准状况下，112L Cl₂的物质的量为5mol，则由方程式可知应消耗5molNa₂SO₃，
故答案为：SO₃^2-+C1₂+H₂O=SO₄^2-+2C1^-+2H⁺；5；
（3）除杂过程中铁离子与氢氧根离子结合成氢氧化铁沉淀，铝离子与氢氧根离子结合成偏铝酸根和水，
离子方程式为：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（4）氯化铝溶液发生水解，将AlCl₃?6H₂O脱水制备无水氯化铝可在HCl气流中加热脱结晶水，
故答案为：在干燥HCl气流中加热；
（5）氧化铝在950-970℃和Na₃AlF₆作用下进行电解生成铝和氧气，方程式为2A1₂O₃

电解                  .

950℃--970℃Na3AlF6

4Al+3O₂↑，
故答案为：2A1₂O₃

电解                  .

950℃--970℃Na3AlF6

4Al+3O₂↑．

点评：本题考查学生对于工艺流程原理的理解、对操作与实验条件控制的理解等，涉及常用化学用语书写、计算、分离提纯等，需要学生具备扎实的基础与综合运用能力，难度中等．