Question

12．無水AlCl₃易升華，可用作有機合成的催化劑等．工業(yè)上由鋁土礦（A1₂O₃、Fe₂O₃）為原料制備無水AlCl₃的工藝流程如下．

（1）氯化爐中A1₂O₃、C1₂和C反應(yīng)的化學(xué)方程式為A1₂O₃+3C1₂+3C$\frac{\underline{\;950℃\;}}{\;}$2A1C1₃+3CO．
（2）用Na₂SO₃溶液可除去冷卻器排出尾氣中的Cl₂，此反應(yīng)的離子方程式為SO₃^2-+C1₂+H₂O=SO₄^2-+2C1^-+2H⁺，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，吸收112L Cl₂需要5 molNa₂SO₃
（3）工業(yè)上另一種由鋁灰為原料制備無水AlCl₃工藝中，最后一步是由AlCl₃•6H₂O脫去結(jié)晶水制備無水AlCl₃，實現(xiàn)這一步的操作方法是在在干燥HCl氣流中加熱 （填試劑）中加熱．
（4）工業(yè)上鋁土礦經(jīng)提純后可冶煉鋁，寫出在950-970℃和冰晶石作用下進行電解制鋁反應(yīng)的化學(xué)方程式2A1₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;電解\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;}}{950-970℃Na_{3}AlF_{6}}$4Al+3O₂↑．

Answer 1

分析 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，A1C1₃為共價化合物，升華器中主要含有AlCl₃和FeCl₃，F(xiàn)eCl₃熔點、沸點較高，升華制備無水AlCl₃，加入少量Al目的是除去FeCl₃，
（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)會生成A1C1₃，由冷凝器尾氣可知還會生成CO；
（2）Cl₂有強氧化性，將SO₃^2-氧化為SO₄^2-，自身被還原為C1^-，結(jié)合反應(yīng)的方程式計算消耗Na₂SO₃的物質(zhì)的量；
（3）氯化鋁溶液發(fā)生水解，將AlCl₃•6H₂O脫水制備無水氯化鋁可在HCl氣流中加熱脫結(jié)晶水；
（4）氧化鋁在950-970℃和Na₃AlF₆作用下進行電解生成鋁和氧氣．

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$\frac{\underline{\;950℃\;}}{\;}$2A1C1₃+3CO，
故答案為：A1₂O₃+3C1₂+3C$\frac{\underline{\;950℃\;}}{\;}$2A1C1₃+3CO；
（2）Cl₂有強氧化性，將SO₃^2-氧化為SO₄^2-，自身被還原為2C1^-．反應(yīng)離子方程式為SO₃^2-+C1₂+H₂O═SO₄^2-+2C1^-+2H⁺，
在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，112L Cl₂的物質(zhì)的量為$\frac{112L}{22.4L/mol}$=5mol，則由方程式可知應(yīng)消耗5molNa₂SO₃，
故答案為：SO₃^2-+C1₂+H₂O=SO₄^2-+2C1^-+2H⁺；5；
（3）氯化鋁溶液發(fā)生水解，將AlCl₃•6H₂O脫水制備無水氯化鋁可在HCl氣流中加熱脫結(jié)晶水，
故答案為：在干燥HCl氣流中加熱；
（4）氧化鋁在950-970℃和Na₃AlF₆作用下進行電解生成鋁和氧氣，電解反應(yīng)方程式為：2A1₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;電解\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;}}{950-970℃Na_{3}AlF_{6}}$4Al+3O₂↑，
故答案為：2A1₂O₃$\frac{\underline{\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;電解\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;}}{950-970℃Na_{3}AlF_{6}}$4Al+3O₂↑．

點評 本題考查學(xué)生對于工藝流程原理的理解、對操作與實驗條件控制的理解等，涉及常用化學(xué)用語書寫、計算、分離提純等，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)與綜合運用能力，難度中等．