题目内容
1．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、Cl2和C反应的化学方程式为A12O3+3C12+3C$\frac{\underline{\;950℃\;}}{\;}$2A1C13+3CO．
（2）用Na2SO3溶液可除去冷却器排出尾气中的Cl2，此反应的离子方程式为SO32-+C12+H2O=SO42-+2C1-+2H+，在标准状况下，吸收112L Cl2需要5mol Na2SO3．
（3）为测定制得的无水AlCl3产品（含杂质FeCl3）的纯度，称取无水AlCl3样品，溶于过量的NaOH溶液，过滤出沉淀物，经洗涤、灼烧、冷却、称重．试写出测定无水AlCl3产品纯度的过程中有关反应的离子方程式：
Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，Al3++4OH-=AlO2-+2H2O．
（4）工业上另一种由铝灰为原料制备无水AlCl3工艺中，最后一步是由AlCl3•6H2O脱去结晶水制备无水AlCl3，实现这一步的操作方法是在干燥HCl气流中加热．
（5）工业上铝土矿经提纯后可冶炼铝，写出在950-970℃和Na3AlF6作用下进行电解制铝反应的化学方程式2A12O3$\frac{\underline{\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;电解\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;}}{950℃--970℃Na_{3}AlF_{6}}$4Al+3O2↑．
（6）为测定制得的无水AlCl3产品（含杂质FeCl3）的纯度，称取16.25克无水AlCl3样品溶于过量的NaOH溶液，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，残留固体质量为0.32克，则AlCl3产品的纯度为96%．
分析 根据工艺流程可知氯化炉的产物，经冷却、升华可制备无水AlCl3，说明氯化炉的产物中含有A1C13，冷凝器尾气含有CO，所以Al2O3、C12和C反应，生成A1C13和CO，A1C13为共价化合物，升华器中主要含有AlCl3和FeCl3，FeCl3熔点、沸点较高，升华制备无水AlCl3，加入少量Al目的是除去FeCl3，
（1）根据工艺流程可知升华器中含有AlCl3等，所以Al2O3、C12和C反应会生成A1C13，由冷凝器尾气可知还会生成CO；
（2）Cl2有强氧化性，将SO32-氧化为SO42-，自身被还原为C1-，结合反应的方程式计算消耗Na2SO3的物质的量；
（3）除杂过程中铁离子与氢氧根离子结合成氢氧化铁沉淀，铝离子与氢氧根离子结合成偏铝酸根和水；
（4）氯化铝溶液发生水解，将AlCl3•6H2O脱水制备无水氯化铝可在HCl气流中加热脱结晶水；
（5）氧化铝在950-970℃和Na3AlF6作用下进行电解生成铝和氧气；
（6）制备无水AlCl3含有杂质FeCl3，残留固体质量为0.32g为Fe2O3，根据铁原子守恒计算FeCl3质量，进而计算出AlCl3的质量，再根据产品的纯度定义计算．
解答 解：（1）根据工艺流程可知氯化炉的产物，经冷却、升华可制备无水AlCl3，说明氯化炉的产物中含有A1C13，冷凝器尾气含有CO，所以Al2O3、C12和C反应，生成A1C13和CO，反应方程式为A12O3+3C12+3C$\frac{\underline{\;950℃\;}}{\;}$2A1C13+3CO，
故答案为：A12O3+3C12+3C$\frac{\underline{\;950℃\;}}{\;}$2A1C13+3CO；
（2）Cl2有强氧化性，将SO32-氧化为SO42-，自身被还原为2C1-．反应离子方程式为SO32-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+，
在标准状况下，112L Cl2的物质的量为5mol，则由方程式可知应消耗5molNa2SO3，
故答案为：SO32-+C12+H2O=SO42-+2C1-+2H+；5；
（3）除杂过程中铁离子与氢氧根离子结合成氢氧化铁沉淀，铝离子与氢氧根离子结合成偏铝酸根和水，
离子方程式为：Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O，
故答案为：Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O；
（4）氯化铝溶液发生水解，将AlCl3•6H2O脱水制备无水氯化铝可在HCl气流中加热脱结晶水，
故答案为：在干燥HCl气流中加热；
（5）氧化铝在950-970℃和Na3AlF6作用下进行电解生成铝和氧气，方程式为2A12O3$\frac{\underline{\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;电解\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;}}{950℃--970℃Na_{3}AlF_{6}}$4Al+3O2↑，
故答案为：2A12O3$\frac{\underline{\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;电解\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;}}{950℃--970℃Na_{3}AlF_{6}}$4Al+3O2↑．
（6）根据铁原子守恒，令含有杂质FeCl3质量为mg，则
Fe2O3～～～～～2FeCl3
160 325
0.32g mg
所以 $\frac{0.32g}{160}$=$\frac{mg}{325}$，解得，m=0.65g，
所以AlCl3产品的纯度为$\frac{16.25g-0.65g}{16.25g}$×100%=96%，
故答案为：96%．
点评 本题考查制备无水AlCl3的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，题目难度中等．
黄冈创优卷系列答案| A． | 用K37ClO3与浓盐酸制氯气：37ClO3-+6H++6Cl-═37Cl-+3Cl2↑+3H2O | |
| B． | 在溶液中等物质的量的FeBr2与Cl2反应：2Fe2++2Br-+2Cl2═2Fe3++Br2+4Cl- | |
| C． | 将1mol/L的NaAlO2溶液和2.5mol/L的HCl溶液等体积均匀混合 AlO2-+H++H2O═Al（OH）3↓ | |
| D． | 0.1mol/L的Na2CO3溶液中2 C（Na+）═C （HCO3-）+C （H2CO3）+C（CO32-） |
| A． | W、X的最高价氧化物对应水化物的酸性：X＞W | |
| B． | 单质沸点：Y＞Z＞W | |
| C． | 离子半径：X-＞W-＞Y+＞Z- | |
| D． | 结合质子能力：X2-＞W- |
（1）工业上为提高稀硫酸浸取效率一般采取的措施是（任意写两种方法）
①粉碎红帘石②提高反应的温度．
（2）浸出液中的阳离子有H+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Mn2+．（填离子符号）
（3）滤渣A中无MnO2原因MnO2在酸性条件下被二价铁还原为Mn2+．
（4）已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表：
| 离子 | Fe3+ | Fe2+ | Mn2+ | Mg2+ |
| 开始沉淀的pH | 2.7 | 7.0 | 7.8 | 9.3 |
| 完全沉淀的pH | 3.7 | 9.6 | 9.8 | 10.8 |
过程②中加氨水调节溶液的pH等于6，则滤渣B的成分Fe（OH）3．
（5）电解装置如图所示，则溶液中阴离子移动的方向为A→B（填“A→B”或“B→A”）．实际生产中，阳极以稀硫酸为电解液，阳极的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+．
（6）滤渣B经反应④生成高效水处理剂的离子方程式2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O．K2FeO4被誉为高效水处理剂的原因是FeO42-具有强氧化性可以杀菌消毒，还原成Fe3+水解成Fe（OH）3胶体能吸附杂质生成沉淀．
请根据实验步骤，回答下列问题：
（1）关闭a和b、接通竖直冷凝管的冷凝水，给A加热30分钟，制备1-溴丁烷．竖直冷凝管接通冷凝水，进水口是Ⅱ（填“I”或“Ⅱ”）；冷凝回流的主要目的是充分反应，提高反应物的转化率．
（2）理论上，上述反应的副产物可能有：丁醚（CH3CH2CH2CH2-O-CH2CH2CH2CH3）、1-丁烯、溴化氢、硫酸氢钠、水等．熄灭酒精灯，在竖直冷凝管上方塞上塞子并打开a，利用余热继续反应直至冷却，通过B、C装置检验部分副产物．B、C中应盛放的试剂分别是石蕊试液（或AgNO3溶液）和溴水（或酸性KMnO4溶液），写出C装置中主要的化学方程式：CH3CH2CH=CH2+Br2→BrCH2CHBrCH2CH3 ．
（3）为了进一步分离提纯1-溴丁烷，该兴趣小组同学查得相关有机物的数据如表所示：
| 物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ |
| 1-丁醇 | -89.5 | 117.3 |
| 1-溴丁烷 | -112.4 | 101.6 |
| 丁醚 | -95.3 | 142.4 |
| 1-丁烯 | -185.3 | -6.5 |
①待烧瓶冷却后，拔去竖直的冷凝管；
②插上带橡皮塞的温度计；
③关闭a，打开b；
④接通冷凝管的冷凝水，使冷水从d处流入；
⑤迅速升高温度至101.6℃，收集所得馏分．
（4）若实验中所取1-丁醇、NaBr分别为7.4g、13.0g，蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到9.6g 1-溴丁烷，则1-溴丁烷的产率是70%．（保留2位有效数字）
| A． |  | B． |  | C． |  | D． |  |