Question

無(wú)水AlCl₃易升華，可用作有機(jī)合成的催化劑等．工業(yè)上用鋁土礦（Al₂O₃、Fe₂O₃）為原料制備無(wú)水AlCl₃的工藝流程如圖：

（1）氧化爐中Al₂O₃、Cl₂和C反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（2）用Na₂SO₃溶液可除去冷卻器排出的尾氣中的Cl₂，此反應(yīng)的離子方程式

 

．
（3）為了測(cè)定制得的無(wú)水AlCl₃產(chǎn)品（含雜質(zhì)FeCl₃）的純度，稱取無(wú)水AlCl₃樣品，溶于過(guò)量的NaOH溶液，過(guò)濾出沉淀物，再洗滌、灼燒、冷卻、稱重、計(jì)算．試寫(xiě)出樣品溶于過(guò)量NaOH溶液過(guò)程中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：

 

（4）工業(yè)上另一種由鋁灰為原料制備無(wú)水AlCl₃工藝中，最后一步是由AlCl₃?6H₂O脫去結(jié)晶水制備無(wú)水AlCl₃，實(shí)驗(yàn)這一步操作方法是在

 

（填試劑）氣流中加熱．
（5）工業(yè)上鋁土礦經(jīng)提純后可冶煉鋁，在950-970℃和冰晶石作用下進(jìn)行電解，若電解過(guò)程中制得2.7噸鋁，理論上轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為

 

N_A （Al：27）

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）根據(jù)工藝流程可知升華器中含有AlCl₃等，所以Al₂O₃、C1₂和C反應(yīng)會(huì)生成A1C1₃，由冷凝器尾氣可知還會(huì)生成CO；
（2）Cl₂有強(qiáng)氧化性，將SO₃^2-氧化為SO₄^2-，自身被還原為2C1^-；
（3）無(wú)水AlCl₃產(chǎn)品（含雜質(zhì)FeCl₃），溶于過(guò)量NaOH溶液過(guò)程中，鐵離子與氫氧根離子結(jié)合成氫氧化鐵沉淀，鋁離子與氫氧根離子結(jié)合成偏鋁酸根和水；
（4）AlCl₃是強(qiáng)酸弱堿鹽，結(jié)晶過(guò)程中會(huì)發(fā)生水解，為了防止其發(fā)生水解，可在HCl氣流中加熱脫結(jié)晶水；
（5）2Al₂O ₃

950-970℃      .

電解，冰晶石

4Al+3O₂，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量等于生成鋁的物質(zhì)的量的3倍．

解答： 解：（1）根據(jù)工藝流程可知氯化爐的產(chǎn)物，經(jīng)冷卻、升華可制備無(wú)水AlCl₃，說(shuō)明氯化爐的產(chǎn)物中含有A1C1₃，冷凝器尾氣含有CO，所以Al₂O₃、C1₂和C反應(yīng)，生成A1C1₃和CO，反應(yīng)方程式為A1₂O₃+3C1₂+3C

高溫  .

2A1C1₃+3CO，
故答案為：A1₂O₃+3C1₂+3C

高溫  .

2A1C1₃+3CO；
（2）Cl₂有強(qiáng)氧化性，將SO₃^2-氧化為SO₄^2-，自身被還原為2C1^-．反應(yīng)離子方程式為SO₃^2-+C1₂+H₂O═SO₄^2-+2C1^-+2H⁺，
故答案為：SO₃^2-+C1₂+H₂O═SO₄^2-+2C1^-+2H⁺；
（3）無(wú)水AlCl₃產(chǎn)品（含雜質(zhì)FeCl₃），溶于過(guò)量NaOH溶液過(guò)程中，鐵離子與氫氧根離子結(jié)合成氫氧化鐵沉淀，鋁離子與氫氧根離子結(jié)合成偏鋁酸根和水，離子方程式為Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
 （4）AlCl₃是強(qiáng)酸弱堿鹽，結(jié)晶過(guò)程中會(huì)發(fā)生水解，為了防止其發(fā)生水解，可在HCl氣流中加熱脫結(jié)晶水，
故答案為：HCl；
（5）2Al₂O ₃

950-970℃      .

電解，冰晶石

4Al+3O₂，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量等于生成鋁的物質(zhì)的量的3倍，2.7噸鋁Al的物質(zhì)的量為100mol，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為100×3N_A=300N_A，
故答案為：300．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了無(wú)水AlCl₃的工藝制備，涉及離子方程式書(shū)寫(xiě)、電解原理、轉(zhuǎn)移電子數(shù)的計(jì)算等，難度一般，培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用分析、比較、歸納等方法對(duì)所獲取的信息進(jìn)行初步加工和應(yīng)用的能力．