Question

【题目】(2016·银川模拟)工业上通常以铝土矿(主要成分为Al2O3，含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备无水氯化铝：2Al2O3＋6Cl24AlCl3＋3O2。

（1）为促进反应的进行，实际生产中需加入焦炭，其原因是_____________________。

（2）加入焦炭后的化学反应可表示为Al2O3＋C＋Cl2AlCl3＋X↑，设计实验确定气体X的__________________。

（3）在提纯AlCl3粗产品时，需加入少量铝粉，可使熔点较低的FeCl3转化为熔点较高的FeCl2，从而避免在AlCl3中混入铁的氯化物。该反应的化学方程式为________________________。

（4）以铝土矿为原料可以通过以下途径提纯氧化铝：

①写出滤液甲中溶质的化学式：___________________________。

②写出滤液乙中加入过量氨水得到Al(OH)3的离子方程式：__________________________。

③要进一步获得金属铝，工业上采用的冶炼方法是_______________，

有关反应的化学方程式为________________________。

Answer 1

【答案】（1）加入焦炭消耗反应生成的氧气，使平衡向正反应方向移动；（2）将气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则说明生成的气体X为CO2；（3）Al＋3FeCl3AlCl3＋3FeCl2；（4）①NaAlO2、Na2SiO3；②Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4+；③电解法 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。

【解析】

试题分析：（1）焦炭和氧气反应，减少生成物浓度，促使反应向正反应方向进行；（2）根据反应方程式中元素守恒和原子个数守恒，则X含有C和O，可能是CO，也可能是CO2，因此有将气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则说明生成的气体X为CO2；（3）根据信息，加入铝后，FeCl3→FeCl2，发生氧化还原反应，因此反应方程式为：Al＋3FeCl3AlCl3＋3FeCl2；（4）①Al2O3表现两性，Fe2O3是碱性氧化物，SiO2是酸性氧化物，因此有Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O，SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，Fe2O3不反应，因此滤液甲中溶质是NaAlO2、Na2SiO3、NaOH；②滤液甲中加入过量的稀盐酸，发生主要反应是AlO2－＋4H＋=Al3＋＋2H2O，SiO32－＋2H＋=H2SiO3↓，滤液乙的主要成分是AlCl3，然后加入过量氨水，发生的离子反应式Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4＋；③铝是活泼金属，工业上一般采用电解熔融状态的氧化铝冶炼铝单质，2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑。