Question

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、C1₂和C反应的化学方程式为

 

．
（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：

 

．
（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16.25g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0.32g．
①写出除杂过程中涉及的离子方程式：

 

、

 

．
②AlCl₃产品的纯度为

 

．
（5）工业上另一种由铝灰为原料制备无水AlCl₃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

 

．

Answer 1

考点：物质的相互转化和制备

专题：物质的制备

分析：（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SO₃^2-氧化为SO₄^2-，自身被还原为2C1^-；
（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，应除去FeCl₃；
（4）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．
（5）将AlCl₃?6H₂O脱水制备无水氯化铝可在HCl气流中加热脱结晶水

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

高温  .

2A1C1₃+3CO
（2）Cl₂有强氧化性，将SO₃^2-氧化为SO₄^2-，自身被还原为2C1^-．反应离子方程式为SO₃^2-+C1₂+H₂O═SO₄^2-+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

160

0.32g

=

325

m

解得，m=0.65g，
所以AlCl₃产品的纯度为

16.25g-0.65g

16.25g

×100%=96%，
（5）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：（1）A1₂O₃+3C1₂+3C   

高温  .

   2A1C1₃+3CO
（2）SO₃^2-+C1₂+H₂O=SO₄^2-+2C1^-+2H⁺   （3）除去FeCl₃
（4）①Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓    Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O   ②96%
（5）在HCl气流中加热脱结晶水

点评：本题考查了考生对自己存储的知识，进行分解、迁移转换、重组，使问题得到解决的应用能力，体现出化学是真实的．能够通过对生产、生活和科学实验中化学现象以及相关数据和图形等的观察，获取有关的感性知识和印象，并运用分析、比较、归纳等方法对所获取的信息进行初步加工和应用的能力．