Question

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

（1）氯化爐中Al₂O₃、C1₂和C反應的化學方程式為______ 2A1C1₃+3CO

Answer 1

【答案】分析：（1）根據工藝流程可知升華器中含有AlCl₃等，所以Al₂O₃、C1₂和C反應會生成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2C1^-；
（3）升華器中主要含有AlCl₃和FeCl₃，FeCl₃熔點、沸點較低，升華制備無水AlCl₃，應除去FeCl₃；
（4）制備無水AlCl₃含有雜質FeCl₃，殘留固體質量為0.32g為Fe₂O₃，根據鐵原子守恒計算FeCl₃質量，進而計算出AlCl₃的質量，再根據產品的純度定義計算．
（5）氯化鋁溶液發生水解，將AlCl₃?6H₂O脫水制備無水氯化鋁可在HCl氣流中加熱脫結晶水．
解答：解：（1）根據工藝流程可知氯化爐的產物，經冷卻、升華可制備無水AlCl₃，說明氯化爐的產物中含有A1C1₃，冷凝器尾氣含有CO，所以Al₂O₃、C1₂和C反應，生成A1C1₃和CO，反應方程式為A1₂O₃+3C1₂+3C2A1C1₃+3CO，
故答案為：A1₂O₃+3C1₂+3C2A1C1₃+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）升華器中主要含有AlCl₃和FeCl₃，FeCl₃熔點、沸點較低，升華制備無水AlCl₃，應除FeCl₃去．所以加入少量Al目的是除去FeCl₃，
故答案為：除去FeCl₃；
（4）①除雜過程中鐵離子與氫氧根離子結合成氫氧化鐵沉淀，鋁離子與氫氧根離子結合成偏鋁酸根和水，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；
②根據鐵原子守恒，令含有雜質FeCl₃質量為m，則：
   Fe₂O₃～～～～～2FeCl₃
  160              325
  0.32g             m

解得，m=0.65g，
所以AlCl₃產品的純度為×100%=96%，
故答案為：96%；
（5）氯化鋁溶液發生水解，將AlCl₃?6H₂O脫水制備無水氯化鋁可在HCl氣流中加熱脫結晶水，
故答案為：在HCl氣流中加熱脫結晶水．
點評：本題考查學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，涉及常用化學用語書寫、化學計算、分離提純等，需要學生具備扎實的基礎與綜合運用能力，難度中等．