题目内容
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 ．
（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 ．
（6）生铁中含有一种铁碳化合物（Fe3C），工业上要测定碳元素的质量分数，第一步是在足量的空气中煅烧，生成有磁性的固体，该反应的化学方程式是 ．
（1）氯化炉中Al2O3、Cl2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
（6）生铁中含有一种铁碳化合物（Fe3C），工业上要测定碳元素的质量分数，第一步是在足量的空气中煅烧，生成有磁性的固体，该反应的化学方程式是
考点：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SO32-氧化为SO42-，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）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；
（6）根据信息主要反应物为Fe3C，主要生成物为磁性的固体即四氧化三铁，据此书写方程式．
（2）Cl2有强氧化性，将SO32-氧化为SO42-，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）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；
（6）根据信息主要反应物为Fe3C，主要生成物为磁性的固体即四氧化三铁，据此书写方程式．
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
2A1C13+3CO，
故答案为：A12O3+3C12+3C
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-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+，
故答案为：SO32-+C12+H2O═SO42-+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，
故答案为：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，
故答案为：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
=
解得，m=0.65g，
所以AlCl3产品的纯度为
×100%=96%，
故答案为：96%；
（5）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HCl气流中加热脱结晶水；
（6）根据信息主要反应物为Fe3C，主要生成物为磁性的固体即四氧化三铁，条件为高温，则方程式为：Fe3C+3O2
Fe3O4+CO2，
故答案为：Fe3C+3O2
Fe3O4+CO2
| ||
故答案为：A12O3+3C12+3C
| ||
（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-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+，
故答案为：SO32-+C12+H2O═SO42-+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，
故答案为：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，
故答案为：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 |
所以AlCl3产品的纯度为
| 16.25g-0.65g |
| 16.25g |
故答案为：96%；
（5）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HCl气流中加热脱结晶水；
（6）根据信息主要反应物为Fe3C，主要生成物为磁性的固体即四氧化三铁，条件为高温，则方程式为：Fe3C+3O2
| ||
故答案为：Fe3C+3O2
| ||
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、化学计算、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．
练习册系列答案
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