Question

【題目】氯化鋁融鹽電解法是以氯化鋁為原料，以堿金屬或堿土金屬氯化物(含少量MgCl2、KCl、CaCl2)為電解質(zhì)進(jìn)行電解制取鋁的方法。

（1）氯化鋁融鹽電解法需要先制純氧化鋁。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含有少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料通過(guò)以下途徑提純氧化鋁：

Al2O3

①依次寫出X、Y的成分________，________。

②如右圖所示在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行過(guò)濾，操作中的兩處錯(cuò)誤分別是__________________________；____________________________。

（2）制備無(wú)水氯化鋁的反應(yīng)為：2Al2O3＋6Cl24AlCl3＋3O2

③為促進(jìn)該反應(yīng)的進(jìn)行，實(shí)際生產(chǎn)中需加入焦炭，其原理是____________________。

④加入焦炭后的化學(xué)反應(yīng)可表示為Al2O3＋C＋Cl2AlCl3＋X↑，為確定氣體X是否為混合氣體，某同學(xué)將X依次通過(guò)灼熱的氧化銅和澄清的石灰水，再根據(jù)現(xiàn)象判斷。該操作是否正確？(填正確、不正確或無(wú)法判斷)________，請(qǐng)說(shuō)明理由_________________________________________________。

（3）現(xiàn)在工業(yè)上通常用電解熔融氧化鋁方式制取鋁，理論上生產(chǎn)1噸鋁消耗的氧化鋁的質(zhì)量________(填“大于”、“小于”或“等于”)氯化鋁質(zhì)量。

Answer 1

【答案】 NaOH溶液 稀鹽酸 沒(méi)有使用玻璃棒引流 濾紙邊緣高于漏斗邊緣 碳與O2反應(yīng)，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行 不正確 將生成氣體先通過(guò)灼熱的CuO粉末，若有CO就會(huì)生成CO2，這樣就無(wú)法確定原來(lái)是否有CO2 小于

【解析】（1）①濾液乙能與氨水反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，則濾液乙中含有鋁離子，所以Y應(yīng)該是鹽酸，則濾液甲中含有AlO2-、SiO32-，因此X為NaOH；氧化鐵和氫氧化鈉不反應(yīng)，過(guò)量得到氧化鐵；硅酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成硅酸沉淀，過(guò)量得到氯化鋁和鹽酸的混合液，加入氨氣即生成氫氧化鋁沉淀；②根據(jù)裝置圖可知，該裝置是過(guò)濾裝置，過(guò)濾過(guò)程中，必須使用玻璃棒引流、濾紙邊緣必須高于漏斗邊緣，所以裝置中的主要的錯(cuò)誤為：沒(méi)有使用玻璃棒引流、濾紙邊緣高于漏斗邊緣；（2）③在加熱的條件下，碳與O2反應(yīng)，生成CO或CO2，降低了氧氣的濃度，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行；④由于在加熱的條件下，CO能和氧化銅反應(yīng)生成CO2，所以將生成氣體先通過(guò)灼熱的CuO粉末，若反應(yīng)產(chǎn)物有CO會(huì)被氧化成生成CO2，無(wú)法確定原產(chǎn)物中是否有CO2，所以該操作不正確；（3）根據(jù)原子守恒可知，1mol氧化鋁可以生成2mol氯化鋁，1mol氧化鋁的質(zhì)量是102g，2mol氯化鋁的質(zhì)量是：2mol×133.5g/mol=267g，所以獲得相同量的鋁單質(zhì)，氧化鋁的質(zhì)量小于氯化鋁的質(zhì)量。