Question

【題目】工業(yè)上利用廢鋁屑（含Al、Al2O3、Fe及Fe的氧化物）制取純凈的無水氯化鋁，主要過程如下：

（1）檢驗(yàn)氯化鋁溶液中是否含有微量的Fe3+，可用的試劑為__________。

（2）操作II的步驟為__________、結(jié)晶、過濾、洗滌。

（3）煅燒過程的化學(xué)反應(yīng)方程式為____________________。

（4）在強(qiáng)熱條件下，Al2O3轉(zhuǎn)化為AlCl3的反應(yīng)如下：

Al2O3(s)+3Cl2(g)+3C(s)=2AlCl3(g)+3CO(g) △H＞0

Al2O3(s)+3Cl2(g)+ C(s)=2AlCl3(g)+ CO2 (g) △H＜0

工業(yè)上在通氯氣的同時(shí)鼓入適量的氧氣，其目的是：

①除去多余的碳粉；②_________。

（5）利用下列試劑設(shè)計(jì)由廢鋁制備氧化鋁溶液的“一系列操作I”的實(shí)驗(yàn)方案：________。

實(shí)驗(yàn)中可供選擇的試劑:6mol·L-1HCl溶液、3 mol·L-1H2SO4溶液、6mol·L-1NaOH溶液、氨水、H2O、CO2。

（6）AlCl3的熔點(diǎn)為190℃，沸點(diǎn)為183℃。1973年美國(guó)Alcoa公司研究出一種新的氯化鋁電解制鋁法。將AlCl3和NaCl、KCl、LiCl混溶電解冶煉鋁，其中NaCl、KCl、LiC的作用是________。

Answer 1

【答案】 KSCN溶液（或苯酚溶液） 蒸發(fā)濃縮 2[AlCl3·6H2O]Al2O3+6HCl↑+9H2O↑ 減少尾氣中的CO含量或利用C、CO與O2反應(yīng)放出熱量維持反應(yīng)所需的溫度。 將廢鋁屑溶于適量的6mol·L-1NaOH溶液，充分?jǐn)嚢�，過濾，向?yàn)V液中通入足量的CO2，充分反應(yīng)后過濾，洗滌固體。將所得固體溶于適量的6mol·L-1鹽酸[或：將廢鋁屑溶于適量的6mol·L-1鹽酸（或3mol·L-1H2SO4）溶液，充分?jǐn)嚢瑁�向所得溶液中加入足量�?mol·L-1 NaOH溶液，充分?jǐn)嚢韬筮^濾，向?yàn)V液中通入足量的CO2，充分反應(yīng)后過濾，洗滌固體將所得固體溶于適量的6mol·L-1鹽酸]。 增強(qiáng)熔融的導(dǎo)電性。

【解析】考查化學(xué)工藝流程，涉及化學(xué)反應(yīng)原理、離子檢驗(yàn)等知識(shí)，（1）檢驗(yàn)Fe3＋一般用KSCN溶液，如果溶液顯紅色，說明溶液含有Fe3＋；（2）因?yàn)槭菑娜芤褐械玫綆в薪Y(jié)晶水的物質(zhì)，因此操作II是蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、過濾、洗滌；（3）煅燒過程中得到氧化鋁，因此反應(yīng)方程式為：2[AlCl3·6H2O] Al2O3＋6HCl↑＋9H2O；（4）根據(jù)反應(yīng)，產(chǎn)物中有CO，CO有毒，污染空氣，因此通入適量的氧氣可以減少尾氣中的CO含量，第二個(gè)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，C、CO與氧氣反應(yīng)是放熱反應(yīng)，維持反應(yīng)所需的溫度；（5）Al和Al2O3可以與NaOH反應(yīng)，生成NaAlO2，而鐵和鐵的氧化物不與NaOH反應(yīng)，因此有：將廢鋁屑溶于適量的6mol·L-1NaOH溶液，充分?jǐn)嚢�，過濾，向?yàn)V液中通入足量的CO2，充分反應(yīng)后過濾，洗滌固體。將所得固體溶于適量的6mol·L-1鹽酸；也可以先加入鹽酸，利用氫氧化鋁表現(xiàn)兩性，向與鹽酸反應(yīng)后的溶液中加入足量的NaOH溶液，過濾，向?yàn)V液中通入足量的CO2，得到氫氧化鋁沉淀，加鹽酸溶解，具體操作是：將廢鋁屑溶于適量的6mol·L-1鹽酸（或3mol·L-1H2SO4）溶液，充分?jǐn)嚢�，向所得溶液中加入足量�?/span>6mol·L-1 NaOH溶液，充分?jǐn)嚢韬筮^濾，向?yàn)V液中通入足量的CO2，充分反應(yīng)后過濾，洗滌固體將所得固體溶于適量的6mol·L-1鹽酸；（6）因?yàn)?/span>AlCl3屬于分子晶體，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，因此為了增強(qiáng)導(dǎo)電能力，需要加入NaCl、KCl、LiCl。