题目内容
【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:
②AlCl3产品的纯度为
(5)工业上另一种以铝灰为原料制备无水AlCl3的工艺中,最后一步是由AlCl3·6H2O脱水制备无水AlCl3,实现这一步的方法是
【答案】(1)Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO
(2)SO+Cl2+H2O===SO+2Cl-+2H+
(3)除去FeCl3
(4)①Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓ Al3+4OH-===AlO+2H2O②96%
(5)在HCl气流中加热脱去结晶水
【解析】
试题分析:(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+3C2A1C13+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+;
(3)升华器中主要含有AlCl3和FeCl3,FeCl3熔点、沸点较低,升华制备无水AlCl3,应除FeCl3去.所以加入少量Al目的是除去FeCl3;
(4)①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;
②根据铁原子守恒,令含有杂质FeCl3质量为m,则
Fe2O3~~~~~2FeCl3
160 325
0.32g m
解得,m=0.65g,
所以AlCl3产品的纯度为×100%=96%;
(5)将AlCl36H2O脱水制备无水氯化铝可在HCl气流中加热脱结晶水,抑制AlCl3水解。
【题目】短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。已知YW的原子充数之和是Z的3倍,下列说法正确的是( )
Y | Z | ||
X | W |
A.原子半径:X<Y<Z
B.气态氢化物的稳定性:X>Z
C.Z、W均可与Mg形成离子化合物
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>W