(2013?徐州模擬)無水AlCl3可用作有機合成的催化劑、食品膨松劑等.工業(yè)上由鋁土礦(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和石油焦(主要成分是碳單質(zhì))制備無水AlCl3的流程如下:

(1)在焙燒爐中發(fā)生反應(yīng):
①Fe2O3(s)+3C(s)?2Fe(s)+3CO(g);
②3CO(g)+Fe2O3(s)?2Fe(s)+3CO2(g).
則反應(yīng)②的平衡常數(shù)的表達式為K=
c3(CO2)
c3(CO)
c3(CO2)
c3(CO)

(2)Al2O3、Cl2和C在氯化爐中高溫下發(fā)生反應(yīng),當(dāng)生成1mol AlCl3時轉(zhuǎn)移
3
3
mol電子;爐氣中含有大量CO和少量Cl2,可用Na2SO3溶液除去Cl2,其離子方程式為
SO32-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+
SO32-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+

(3)升華器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
Al+FeCl3
 高溫 
.
 
AlCl3+Fe
Al+FeCl3
 高溫 
.
 
AlCl3+Fe

(4)工業(yè)上另一種由鋁灰為原料制備無水AlCl3工藝中,最后一步是由AlCl3?6H2O脫去結(jié)晶水制備無水AlCl3,此反應(yīng)必須在氯化氫的氣流中加熱,其原因是
抑制AlCl3的水解
抑制AlCl3的水解

已知SOCl2為無色液體且極易與水反應(yīng)生成HCl和SO2,AlCl3?6H2O與SOCl2混合加熱可制取無水AlCl3,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:
AlCl3?6H2O+6SOCl2
 △ 
.
 
AlCl3+12HCl↑+6SO2
AlCl3?6H2O+6SOCl2
 △ 
.
 
AlCl3+12HCl↑+6SO2
分析:(1)化學(xué)平衡常數(shù),是指在一定溫度下,可逆反應(yīng)達到平衡時各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積所得的比值,據(jù)此書寫,注意固體、醇液體不需要寫出;
(2)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)會生成A1C13,由冷凝器尾氣可知還會生成CO,根據(jù)氯元素化合價變化計算注意電子數(shù)目;
Cl2有強氧化性,將SO32-氧化為SO42-,自身被還原為C1-;
(3)由工藝流程可知,升華器中主要含有AlCl3和FeCl3,加入少量Al除去FeCl3,Al與FeCl3反應(yīng)生成Fe、AlCl3;
(4)AlCl3的水解,直接加熱,水解徹底生成氫氧化鋁,得不到氯化鋁;
由題目信息可知,AlCl3?6H2O與SOCl2混合加熱生成AlCl3、HCl、SO2
解答:解:(1)可逆反應(yīng)3CO(g)+Fe2O3(s)?2Fe(s)+3CO2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)k=
c3(CO2)
c3(CO)
,
故答案為:
c3(CO2)
c3(CO)
;
(2)根據(jù)工藝流程可知氯化爐的產(chǎn)物,經(jīng)冷卻、升華可制備無水AlCl3,說明氯化爐的產(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,反應(yīng)中氯元素化合價由0價降低為-1價,氯氣是氧化劑,故生成1mol AlCl3時轉(zhuǎn)移電子為1mol×3=3mol,
Cl2有強氧化性,將SO32-氧化為SO42-,自身被還原為C1-,反應(yīng)離子方程式為SO32-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+,
故答案為:3;SO32-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+;
(3)由工藝流程可知,升華器中主要含有AlCl3和FeCl3,加入少量Al除去FeCl3,Al與FeCl3反應(yīng)生成Fe、AlCl3,反應(yīng)方程式為Al+FeCl3
 高溫 
.
 
AlCl3+Fe,
故答案為:Al+FeCl3
 高溫 
.
 
AlCl3+Fe;
(4)AlCl3的水解,直接加熱,水解徹底生成氫氧化鋁,得不到氯化鋁,必須在氯化氫的氣流中加熱,目的是抑制AlCl3的水解,
由題目信息可知,AlCl3?6H2O與SOCl2混合加熱生成AlCl3、HCl、SO2,反應(yīng)方程式為AlCl3?6H2O+6SOCl2
 △ 
.
 
AlCl3+12HCl↑+6SO2↑,
故答案為:抑制AlCl3的水解,AlCl3?6H2O+6SOCl2
 △ 
.
 
AlCl3+12HCl↑+6SO2↑.
點評:本題考查化學(xué)平衡常數(shù)、對工藝流程的理解與條件控制、常用化學(xué)用語等,難度中等,理解工藝流程是解題的關(guān)鍵,是對學(xué)生綜合能力的考查,需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ),對學(xué)生的分析問題、解決問題的能力有較高的要求.
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