Question

無水AlCl₃易升華，可用作有機合成的催化劑等．工業(yè)上用鋁土礦（Al₂O₃、Fe₂O₃）為原料制備無水AlCl₃的工藝流程如圖：

（1）氧化爐中Al₂O₃、Cl₂和C反應的化學方程式

 

．
（2）用Na₂SO₃溶液可除去冷卻器排出的尾氣中的Cl₂，此反應的離子方程式

 

．
（3）為了測定制得的無水AlCl₃產(chǎn)品（含雜質FeCl₃）的純度，稱取無水AlCl₃樣品，溶于過量的NaOH溶液，過濾出沉淀物，再洗滌、灼燒、冷卻、稱重、計算．試寫出樣品溶于過量NaOH溶液過程中有關反應的離子方程式：

 

（4）工業(yè)上另一種由鋁灰為原料制備無水AlCl₃工藝中，最后一步是由AlCl₃?6H₂O脫去結晶水制備無水AlCl₃，實驗這一步操作方法是在

 

（填試劑）氣流中加熱．
（5）工業(yè)上鋁土礦經(jīng)提純后可冶煉鋁，在950-970℃和冰晶石作用下進行電解，若電解過程中制得2.7噸鋁，理論上轉移電子的數(shù)目為

 

N_A （Al：27）

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）根據(jù)工藝流程可知升華器中含有AlCl₃等，所以Al₂O₃、C1₂和C反應會生成A1C1₃，由冷凝器尾氣可知還會生成CO；
（2）Cl₂有強氧化性，將SO₃^2-氧化為SO₄^2-，自身被還原為2C1^-；
（3）無水AlCl₃產(chǎn)品（含雜質FeCl₃），溶于過量NaOH溶液過程中，鐵離子與氫氧根離子結合成氫氧化鐵沉淀，鋁離子與氫氧根離子結合成偏鋁酸根和水；
（4）AlCl₃是強酸弱堿鹽，結晶過程中會發(fā)生水解，為了防止其發(fā)生水解，可在HCl氣流中加熱脫結晶水；
（5）2Al₂O ₃

950-970℃      .

電解，冰晶石

4Al+3O₂，轉移電子的物質的量等于生成鋁的物質的量的3倍．

解答： 解：（1）根據(jù)工藝流程可知氯化爐的產(chǎn)物，經(jīng)冷卻、升華可制備無水AlCl₃，說明氯化爐的產(chǎn)物中含有A1C1₃，冷凝器尾氣含有CO，所以Al₂O₃、C1₂和C反應，生成A1C1₃和CO，反應方程式為A1₂O₃+3C1₂+3C

高溫  .

2A1C1₃+3CO，
故答案為：A1₂O₃+3C1₂+3C

高溫  .

2A1C1₃+3CO；
（2）Cl₂有強氧化性，將SO₃^2-氧化為SO₄^2-，自身被還原為2C1^-．反應離子方程式為SO₃^2-+C1₂+H₂O═SO₄^2-+2C1^-+2H⁺，
故答案為：SO₃^2-+C1₂+H₂O═SO₄^2-+2C1^-+2H⁺；
（3）無水AlCl₃產(chǎn)品（含雜質FeCl₃），溶于過量NaOH溶液過程中，鐵離子與氫氧根離子結合成氫氧化鐵沉淀，鋁離子與氫氧根離子結合成偏鋁酸根和水，離子方程式為Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
 （4）AlCl₃是強酸弱堿鹽，結晶過程中會發(fā)生水解，為了防止其發(fā)生水解，可在HCl氣流中加熱脫結晶水，
故答案為：HCl；
（5）2Al₂O ₃

950-970℃      .

電解，冰晶石

4Al+3O₂，轉移電子的物質的量等于生成鋁的物質的量的3倍，2.7噸鋁Al的物質的量為100mol，轉移電子數(shù)為100×3N_A=300N_A，
故答案為：300．

點評：本題考查了無水AlCl₃的工藝制備，涉及離子方程式書寫、電解原理、轉移電子數(shù)的計算等，難度一般，培養(yǎng)了學生運用分析、比較、歸納等方法對所獲取的信息進行初步加工和應用的能力．