题目内容

12．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（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A12O3+3Cl2+3C$\frac{\underline{\;950℃\;}}{\;}$2A1Cl3+3CO．
（2）用Na2SO3溶液可除去冷却器排出尾气中的Cl2，此反应的离子方程式为SO32-+C12+H2O=SO42-+2C1-+2H+，在标准状况下，吸收112L Cl2需要5molNa2SO3．
（3）为测定制得的无水AlCl3产品（含杂质FeCl3）的纯度，称取无水AlCl3样品，溶于过量的NaOH溶液，过滤出沉淀物，经洗涤、灼烧、冷却、称重．试写出测定无水AlCl3产品纯度的过程中有关反应的离子方程式：Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，
Al3++4OH-=AlO2-+2H2O．
（4）工业上另一种由铝灰为原料制备无水AlCl3工艺中，最后一步是由AlCl3•6H2O脱去结晶水制备无水AlCl3，实现这一步的操作方法是在干燥HCl气流中加热．
（5）工业上铝土矿经提纯后可冶炼铝，写出在950-970℃和Na3AlF6作用下进行电解制铝反应的化学方程式2A12O3$\frac{\underline{\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;电解\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;}}{950℃--970℃Na_{3}AlF_{6}}$4Al+3O2↑．
（6）升华器中加入Al，这一步的作用是将杂质FeCl3还原为Fe．

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）加入少量Al目的是除去FeCl3．

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℃\;}}{\;}$2A1C13+3CO；
（2）Cl2有强氧化性，将SO32-氧化为SO42-，自身被还原为2C1-．反应离子方程式为SO32-+Cl2+H2O═SO42-+2Cl-+2H+，在标准状况下，112L Cl2的物质的量为5mol，则由方程式可知应消耗5molNa2SO3，
故答案为：SO32-+Cl2+H2O=SO42-+2Cl-+2H+；5；
（3）除杂过程中铁离子与氢氧根离子结合成氢氧化铁沉淀，铝离子与氢氧根离子结合成偏铝酸根和水，离子方程式为Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O，
故答案为：Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O；
（4）氯化铝溶液发生水解，将AlCl3•6H2O脱水制备无水氯化铝可在HCl气流中加热脱结晶水，故答案为：在干燥HCl气流中加热；
（5）氧化铝在950-970℃和Na3AlF6作用下进行电解生成铝和氧气，方程式为2A12O3$\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）加入少量Al目的是除去FeCl3，将杂质FeCl3还原为Fe，故答案为：将杂质FeCl3还原为Fe．

点评 本题考查学生对于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，难度中等．

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