Question

【题目】氯化铝融盐电解法是以氯化铝为原料，以碱金属或碱土金属氯化物(含少量MgCl2、KCl、CaCl2)为电解质进行电解制取铝的方法。

（1）氯化铝融盐电解法需要先制纯氧化铝。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料通过以下途径提纯氧化铝：

Al2O3

①依次写出X、Y的成分________，________。

②如右图所示在实验室中进行过滤，操作中的两处错误分别是__________________________；____________________________。

（2）制备无水氯化铝的反应为：2Al2O3＋6Cl24AlCl3＋3O2

③为促进该反应的进行，实际生产中需加入焦炭，其原理是____________________。

④加入焦炭后的化学反应可表示为Al2O3＋C＋Cl2AlCl3＋X↑，为确定气体X是否为混合气体，某同学将X依次通过灼热的氧化铜和澄清的石灰水，再根据现象判断。该操作是否正确？(填正确、不正确或无法判断)________，请说明理由_________________________________________________。

（3）现在工业上通常用电解熔融氧化铝方式制取铝，理论上生产1吨铝消耗的氧化铝的质量________(填“大于”、“小于”或“等于”)氯化铝质量。

Answer 1

【答案】 NaOH溶液 稀盐酸 没有使用玻璃棒引流 滤纸边缘高于漏斗边缘 碳与O2反应，有利于反应正向进行 不正确 将生成气体先通过灼热的CuO粉末，若有CO就会生成CO2，这样就无法确定原来是否有CO2 小于

【解析】（1）①滤液乙能与氨水反应生成氢氧化铝沉淀，则滤液乙中含有铝离子，所以Y应该是盐酸，则滤液甲中含有AlO2-、SiO32-，因此X为NaOH；氧化铁和氢氧化钠不反应，过量得到氧化铁；硅酸钠和盐酸反应生成硅酸沉淀，过量得到氯化铝和盐酸的混合液，加入氨气即生成氢氧化铝沉淀；②根据装置图可知，该装置是过滤装置，过滤过程中，必须使用玻璃棒引流、滤纸边缘必须高于漏斗边缘，所以装置中的主要的错误为：没有使用玻璃棒引流、滤纸边缘高于漏斗边缘；（2）③在加热的条件下，碳与O2反应，生成CO或CO2，降低了氧气的浓度，有利于反应正向进行；④由于在加热的条件下，CO能和氧化铜反应生成CO2，所以将生成气体先通过灼热的CuO粉末，若反应产物有CO会被氧化成生成CO2，无法确定原产物中是否有CO2，所以该操作不正确；（3）根据原子守恒可知，1mol氧化铝可以生成2mol氯化铝，1mol氧化铝的质量是102g，2mol氯化铝的质量是：2mol×133.5g/mol=267g，所以获得相同量的铝单质，氧化铝的质量小于氯化铝的质量。