Question

無水AlCl₃易升華，可用作有機(jī)合成的催化劑等。工業(yè)上以鋁土礦(Al₂O₃、Fe₂O₃)為原料制備無水AlCl₃的工藝流程如下。

(1)氯化爐中Al₂O₃、Cl₂和C反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________ _________________________________________________________。

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

(3)升華器中主要含有AlCl₃和FeCl₃，需加入少量Al，其作用是___________ _____________________________________________________________。

(4)為測定制得的無水AlCl₃產(chǎn)品(含雜質(zhì)FeCl₃)的純度，稱取16.25 g無水AlCl₃樣品，溶于過量的NaOH溶液中，過濾出沉淀物，沉淀物經(jīng)洗滌、灼燒、冷卻、稱重，得其質(zhì)量為0.32 g。

①寫出上述除雜過程中涉及的離子方程式：__________________________、__________________________。

②AlCl₃產(chǎn)品的純度為__________。

(5)工業(yè)上另一種以鋁灰為原料制備無水AlCl₃的工藝中，最后一步是由AlCl₃·6H₂O脫水制備無水AlCl₃，實(shí)現(xiàn)這一步的方法是__________________ ______________________________________________________。

Answer 1

解析　(1)由經(jīng)冷卻器出來的氣體有CO和Cl₂可知，CO是氯化爐中的生成物，且Cl₂是過量的，故氯化爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al₂O₃＋3Cl₂＋3C2AlCl₃＋3CO。(2)亞硫酸鈉是還原劑，氯氣是氧化劑，則離子方程式為SO＋Cl₂＋H₂O===SO＋2Cl^－＋2H^＋。(4)①除雜過程中涉及的離子方程式為Fe^3＋＋3OH^－===Fe(OH)₃↓，Al^3＋＋4OH^－===AlO＋2H₂O。②沉淀物經(jīng)洗滌、灼燒、冷卻、稱重，得到的0.32 g固體物質(zhì)是氧化鐵，即其物質(zhì)的量為0.002 mol，則氯化鐵的物質(zhì)的量為0.004 mol，即其質(zhì)量為0.65 g，得出AlCl₃的質(zhì)量為16.25 g－0.65 g＝15.6 g，AlCl₃的純度為×100%＝96%。(5)由于氯化鋁易水解，水解后生成的氯化氫氣體揮發(fā)后，使水解平衡正向移動，生成大量的氫氧化鋁，故為了抑制其水解，必須在氯化氫的氣流中加熱脫去結(jié)晶水。

答案　(1)Al₂O₃＋3Cl₂＋3C2AlCl₃＋3CO

(2)SO＋Cl₂＋H₂O===SO＋2Cl^－＋2H^＋

(3)除去FeCl₃

(4)①Fe^3＋＋3OH^－===Fe(OH)₃↓　Al^3＋＋4OH^－===AlO＋2H₂O　②96%

(5)在HCl氣流中加熱脫去結(jié)晶水