Question

无水AlCl₃易升华，可用作有机合成的催化剂等．工业上用铝土矿（Al₂O₃、Fe₂O₃）为原料制备无水AlCl₃的工艺流程如图：

（1）氧化炉中Al₂O₃、Cl₂和C反应的化学方程式

 

．
（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

 

．
（3）为了测定制得的无水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，再洗涤、灼烧、冷却、称重、计算．试写出样品溶于过量NaOH溶液过程中有关反应的离子方程式：

 

（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，实验这一步操作方法是在

 

（填试剂）气流中加热．
（5）工业上铝土矿经提纯后可冶炼铝，在950-970℃和冰晶石作用下进行电解，若电解过程中制得2.7吨铝，理论上转移电子的数目为

 

N_A （Al：27）

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

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）无水AlCl₃产品（含杂质FeCl₃），溶于过量NaOH溶液过程中，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）AlCl₃是强酸弱碱盐，结晶过程中会发生水解，为了防止其发生水解，可在HCl气流中加热脱结晶水；
（5）2Al₂O ₃

950-970℃      .

电解，冰晶石

4Al+3O₂，转移电子的物质的量等于生成铝的物质的量的3倍．

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，
故答案为：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⁺，
故答案为：SO₃^2-+C1₂+H₂O═SO₄^2-+2C1^-+2H⁺；
（3）无水AlCl₃产品（含杂质FeCl₃），溶于过量NaOH溶液过程中，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）AlCl₃是强酸弱碱盐，结晶过程中会发生水解，为了防止其发生水解，可在HCl气流中加热脱结晶水，
故答案为：HCl；
（5）2Al₂O ₃

950-970℃      .

电解，冰晶石

4Al+3O₂，转移电子的物质的量等于生成铝的物质的量的3倍，2.7吨铝Al的物质的量为100mol，转移电子数为100×3N_A=300N_A，
故答案为：300．

点评：本题考查了无水AlCl₃的工艺制备，涉及离子方程式书写、电解原理、转移电子数的计算等，难度一般，培养了学生运用分析、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．