Question

【题目】无水AlCl3易升华，可用作有机合成的催化剂等。工业上以铝土矿(Al2O3、Fe2O3)为原料制备无水AlCl3的工艺流程如下：

（1） 氯化炉中Al2O3、Cl2和C反应的化学方程式为____________________。

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

（3）升华器中主要含有AlCl3和FeCl3，需加入少量Al，其作用是________。

（4）为测定制得的无水AlCl3产品(含杂质FeCl3)的纯度，称取16.25 g无水AlCl3样品，溶于过量的NaOH溶液中，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，得其质量为0.32 g。

① 写出上述除杂过程中涉及的离子方程式___________、____________。

② AlCl3产品的纯度为________。

Answer 1

【答案】A12O3+3C12+3C A1C13+3COSO32-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+；除去FeCl3；Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓Al3++4OH-=[Al(OH)4]-96%；

【解析】

(1)根据制备AlCl3的工艺流程可知，由冷却器出来的气体有CO和Cl2，CO是氯化炉中的生成物，且Cl2是过量的，氯化炉中发生反应的化学方程式为Al2O3＋3Cl2＋3C2AlCl3＋3CO；综上所述，本题答案是：A12O3+3C12+3C A1C13+3CO。

(2) Na2SO3 与Cl2发生氧化还原反应，Na2SO3作还原剂被氧化为Na2SO4，Cl2作氧化剂，此反应的离子方程式为：SO32-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+；综上所述，本题答案是：SO32-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+。

（3）升华器中主要含有AlCl3和FeCl3，需加入少量Al，铝具有还原性，其作用是除去杂质FeCl3；综上所述，本题答案是：除去FeCl3。

（4）①无水AlCl3产品(含杂质FeCl3)溶于过量NaOH溶液涉及到的离子方程式为Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓，Al3＋＋4OH－===AlO2-＋2H2O或Al3++4OH-=[Al(OH)4]-；因此本题答案是：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓；Al3++4OH-=[Al(OH)4]-。

②沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称量得到的0.32 g固体是氧化铁，n(Fe2O3)＝0.32/160＝0.002 mol，则n(FeCl3)＝0.002 mol×2＝0.004 mol，m(FeCl3)＝0.004 mol×162.5 g/mol＝0.65 g，则AlCl3的质量为16.25 g－0.65 g＝15.6 g，AlCl3的纯度为15.6/16.25×100%＝96%；综上所述，本题答案是：96%。