Question

无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。

（1）氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为           ；

（2）工业上用铝土矿(主要成分为Al₂O₃，含有Fe₂O₃、SiO₂等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：

已知：

物质	SiCl4	AlCl3	FeCl3	FeCl2
沸点/℃	57.6	180(升华)	300(升华)	1023

①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是           (只要求写出一种)；

②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是              ；

③已知：

Al₂O₃(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g)  ΔH₁=+1344.1kJ ·mol^-1

2AlCl₃(g)=2Al(s)+3Cl₂(g)      ΔH₂=+1169.2kJ ·mol^-1

由Al₂O₃、C和Cl₂反应生成AlCl₃的热化学方程式为                          ；

④步骤Ⅲ经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种，其化学式分别为                          ；

⑤结合流程及相关数据分析，步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是                        。

Answer

（1）Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+

（2）①防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积，加快反应速率。

②Fe或铁；③Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)=2AlCl3(g)+3CO(g) ΔH=+174.9kJ/mol； ④NaCl、NaClO、Na2CO3⑤除去FeCl3，提高AlCl3纯度(产率)。

【解析】

试题分析：（1）氯化铝是强酸弱碱盐，在溶液中铝离子发生水解反应产生氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性，所以能净水，其反应的离子方程式为：Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+；（2）①步骤1中铝土矿粉和焦炭在300℃焙烧，因后续步骤反应生成氯化铝等强酸弱碱盐易水解，固体水分在焙烧的过程中挥发，防止后续步骤生成的盐水解、气孔数目增多增大反应物的接触面积，加快反应速率；②根据物质中含有的元素组成可知：若步骤Ⅱ中不通入氯气和氧气，Fe2O3与焦炭发生氧化还原反应，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是铁；③Ⅰ、Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g)△H1=+1344.1kJ•mol-1 Ⅱ、2AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g)△H2=+1169.2kJ•mol-1 根据盖斯定律，将Ⅰ-Ⅱ可得：Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)=2AlCl3(g))+3CO(g)△H=(+1344.1kJ•mol-1)-(+1169.2kJ•mol-1)=+174.9J/mol；

④步骤Ⅲ经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，Cl2和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和H2O，CO2和NaOH溶液反应生成Na2CO3和H2O，所以生成的盐的化学式为NaCl、NaClO和Na2CO3；⑤步骤Ⅲ得到氯化铝的粗品，加入氯化钠熔融能降低FeCl3的熔点，铝的金属活动性强于铁，加铝粉，可以将氯化铝的粗品中的氯化铁中的铁置换出来，生成铁和氯化铝，因AlCl3在180℃升华，在300℃，废渣为Fe，冷却得到成品氯化铝。

【考点定位】考查工业上用铝土矿盐制取无水氯化铝工艺，涉及硅、铁、铝及其化合物的性质。

【名师点晴】准确分析生产流程获取信息是解答关键；用铝土矿制取无水氯化铝工艺流程：铝土矿粉和焦炭在300℃焙烧，固体水分挥发、气孔数目增多，固体混合物和氯气、氧气在950℃加热，Al2O3、Fe2O3和SiO2先被焦炭还原为Al、Fe、Si，该过程生成CO，后Al、Fe、Si分别和Cl2反应生成对应的氯化物，即SiCl4、AlCl3、FeCl3，CO和O2反应生成CO2，后冷却到100℃，尾气为CO2、多余的Cl2，O2，以及SiCl4，AlCl3和FeCl3变成固体，得到氯化铝的粗品，加入氯化钠熔融，铝的金属活动性强于铁，加铝粉，可以将氯化铝的粗品中的氯化铁中的铁置换出来，生成铁和氯化铝，在300℃，废渣为Fe，得到成品氯化铝，据此分析解答。