题目内容

工业上通常以铝土矿（主要成分为Al₂O₃，含有少量Fe₂O₃、SiO₂等杂质）为原料制备无水氯化铝：
2Al₂O₃+6Cl₂ $数学公式$ 4AlCl₃+3O₂↑．回答以下问题：
（1）画出Al的原子结构示意图；Cl元素在元素周期表第周期族．
（2）为促进反应的进行，实际生产中需加入焦炭，其原因是．
（3）加入焦炭后的化学反应可表示为Al₂O₃+C+Cl₂ $数学公式$ AlCl₃+X↑，设计实验确定气体X的成分：．
（4）在提纯AlCl₃粗产品时，需加入少量铝粉，可使熔点较低的FeCl₃转化为熔点较高的FeCl₂，从而避免在AlCl₃中混入铁的氯化物．该反应的化学方程式为．
（5）以铝土矿为原料可以通过以下途径提纯氧化铝：
①写出滤液甲中溶质的化学式．
②写出滤液乙中加入过量氨水得到Al（OH）₃的离子方程式．

解：（1）铝是13号元素，原子结构示意图为：

，氯元素是17号元素，位于第三周期，第ⅦA族，故答案为：

；三，ⅦA；
（2）碳可以与O₂反应，有利于氧化铝和氯气之间的反应正向进行，故答案为：碳与O₂反应，有利于反应正向进行；
（3）根据原子守恒，Al₂O₃、C1₂和C反应会生成A1C1₃，还会生成碳的氧化物，气体X可能为CO、CO₂或两者的混合物，故答案为：CO、CO₂或两者的混合物，
将生成气体依次通过澄清石灰水、灼热的CuO粉末，如溶液变浑浊，则X中存在CO₂，如黑色CuO粉末变成红色粉末，则X中存在CO；
（4）金属铝和氯化铁之间的氧化还原反应为：Al+3FeCl₃=AlCl₃+3FeCl₂，故答案为：Al+3FeCl₃=AlCl₃+3FeCl₂；
（5）①金属铝可以和氢氧化钠发生反应生成偏铝酸钠和氢气，二氧化硅可以和氢氧化钠发生反应生成硅酸钠和氢气，故滤液甲的成分是NaAlO₂、Na₂SiO₃、NaOH，
故答案为：NaAlO₂、Na₂SiO₃、NaOH；
②NaAlO₂、Na₂SiO₃、NaOH中加入过量的稀盐酸，得到的滤液是氯化铝、氯化钠、盐酸的混合物，所以滤液乙中加入氨水，发生反应：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，故答案为：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．
分析：（1）根据原子结构示意图的画法来回答，元素的周期数=电子层数，族序数=最外层电子数；
（2）根据焦炭在一定的条件下可以喝氧气发生反应来回答；
（3）根据原子守恒，Al₂O₃、C1₂和C反应会生成A1C1₃，还会生成碳的氧化物；
（4）根据题目信息书写化学方程式；
（5）金属铝可以和氢氧化钠发生反应生成偏铝酸钠和氢气，二氧化硅可以和氢氧化钠发生反应生成硅酸钠和氢气，可溶性的铝盐可以喝氨水反应制得氢氧化铝，据此来回答．
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，难度较大．