题目内容
17.无水氯化铝在生产、生活中应用广泛.(1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体,其反应的离子方程式为Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+.
(2)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下:
已知:
| 物质 | SiCl4 | AlCl3 | FeCl3 | FeCl2 |
| 沸点/℃ | 57.6 | 180(升华) | 300(升华) | 1023 |
②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气,则反应生成相对原子质量比硅大的单质是Fe或铁.
③已知:
Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g)△H1=+1344.1kJ•mol-1
2AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g)△H2=+1169.2kJ•mol-1
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)=2AlCl3(g))+3CO(g)△H=+174.9KJ/mol.
④步骤Ⅲ的经冷却至室温后,气体用足量的NaOH冷溶液吸收,生成的盐主要有3种,其化学式分别为NaCl、NaClO、Na2CO3 .
⑤结合流程及相关数据分析,步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是除去FeCl3,提高AlCl3纯度.
分析 (1)胶体具有吸附性,氯化铝能净水是因为:氯化铝为强酸弱碱盐,铝离子能水解生成氢氧化铝胶体,据此书写水解方程式;
(2)用铝土矿制取无水氯化铝工艺流程:铝土矿粉和焦炭在300℃焙烧,固体水分挥发、气孔数目增多,固体混合物和氯气、氧气在950℃加热,Al2O3、Fe2O3和SiO2先被焦炭还原为Al、Fe、Si,该过程生成CO,后Al、Fe、Si分别和Cl2反应生成对应的氯化物,即SiCl4、AlCl3、FeCl3,CO和O2反应生成CO2,后冷却到100℃,尾气为CO2、多余的Cl2,O2,SiCl4,以及AlCl3和FeCl3变成固体,得到氯化铝的粗品,加入氯化钠熔融,铝的金属活动性强于铁,加铝粉,可以将氯化铝的粗品中的氯化铁中的铁置换出来,生成铁和氯化铝,在300℃,废渣为Fe,得到成品氯化铝,
①步骤1中焙烧固体:水分挥发其作用是防止后续步骤生成的水解,气孔数目增多其作用是增大反应物的接触面积,加快反应速率;
②根据物质中含有的元素组成可知:若步骤Ⅱ中不通入氯气和氧气,则焦炭还原氧化铁反应生成相对原子质量比硅大的单质是铁;
③根据盖斯定律结合已知方程式构建目标方程式求解;
④步骤Ⅲ经冷却至室温后,气体用足量的NaOH冷溶液吸收,Cl2和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和H2O,CO2和NaOH溶液反应生成Na2CO3和H2O;
⑤在氯化铝的粗品中加入NaCl后熔融能降低FeCl3的熔点,由于铝的活动性比铁强,在步骤V中加入铝粉,就可以将铁置换出来,达到除去杂质,提高AlCl3纯度的目的.
解答 解:(1)氯化铝是强酸弱碱盐,在溶液中铝离子发生水解反应产生氢氧化铝胶体,胶体具有吸附性,所以能净水,其反应的离子方程式为:Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+,
故答案为:Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+;
(2)①步骤1中铝土矿粉和焦炭在300℃焙烧,因后续步骤反应生成氯化铝等强酸弱碱盐易水解,固体水分在焙烧的过程中挥发,防止后续步骤生成的盐水解、气孔数目增多增大反应物的接触面积,加快反应速率,
故答案为:防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积,加快反应速率;
②根据物质中含有的元素组成可知:若步骤Ⅱ中不通入氯气和氧气,Fe2O3与焦炭发生氧化还原反应,则反应生成相对原子质量比硅大的单质是铁,
故答案为:Fe或铁;
③Ⅰ、Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g)△H1=+1344.1kJ•mol-1
Ⅱ、2AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g)△H2=+1169.2kJ•mol-1
根据盖斯定律,将Ⅰ-Ⅱ可得:Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)=2AlCl3(g))+3CO(g)△H=(+1344.1kJ•mol-1)-(+1169.2kJ•mol-1)=+174.9KJ/mol,
故答案为:Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)=2AlCl3(g))+3CO(g)△H=+174.9KJ/mol;
④步骤Ⅲ经冷却至室温后,气体用足量的NaOH冷溶液吸收,Cl2和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和H2O,CO2和NaOH溶液反应生成Na2CO3和H2O,所以生成的盐的化学式为NaCl、NaClO和Na2CO3,
故答案为:NaCl、NaClO、Na2CO3;
⑤步骤Ⅲ得到氯化铝的粗品,加入氯化钠熔融能降低FeCl3的熔点,铝的金属活动性强于铁,加铝粉,可以将氯化铝的粗品中的氯化铁中的铁置换出来,生成铁和氯化铝,因AlCl3在180℃升华,在300℃,废渣为Fe,冷却得到成品氯化铝,
故答案为:除去FeCl3,提高AlCl3纯度.
点评 本题考查工业上用铝土矿盐制取无水氯化铝工艺,涉及硅、铁、铝及其化合物的性质,注意盐的水解、生产流程反应条件的控制、热化方程式的书写、物质反应条件与产物的确定等,题目难度中等.
| A. | 分别点燃,无黑烟生成的是苯 | |
| B. | 分别加入溴水振荡,静置后分层,橙黄色消失的是己烯 | |
| C. | 分别加入溴的CCl4,静置后分层,上下两层均为无色的是已烯 | |
| D. | 分别加入酸性KMnO4溶液振荡,紫色消失的是己烯 |
①油脂是高级脂肪酸和甘油所生成的酯
②油脂属于酯类
③油脂都能发生氢化反应
④某油脂分子中,所含烃基有三种,但每一个油脂分子中所含的三种烃基都相同,而且排列结构也相同,则该油脂为混合物
⑤天然油脂没有固定的熔点和沸点,所以天然油脂是混合物.
| A. | ①② | B. | ②④ | C. | ③④ | D. | ④⑤ |
| A. | 16O与18O为同种核素 | |
| B. | 16O═C═18O与16O═C═16O互为同位素 | |
| C. | 16O═C═18O与16O═C═16O的化学性质几乎完全相同 | |
| D. | 目前提出的“低碳经济”的目标是向空气中增加CO2,促进碳的平衡 |
| A. | K2SO4 | B. | CH3COONa | C. | CuSO4 | D. | Na2CO3 |
| A. | Na与H2O的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行 | |
| B. | 饱和Na2SO4溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀,但原理不同 | |
| C. | FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同 | |
| D. | Mg(OH)2固体在溶液存在平衡:Mg(OH)2(s)?Mg2+(aq)+2OH-(aq),该固体可溶于NH4Cl溶液 |
| A. | Z单质的化学活泼性一定比Y单质的强 | |
| B. | W的原子序数可能是Y的原子序数的2倍 | |
| C. | W的气态氢化物的稳定性一定比Y的强 | |
| D. | X和W两元素不可能形成共价化合物 |