Question

无水AlCl₃易升华，可用作有机合成的催化剂等。工业上以铝土矿(Al₂O₃、Fe₂O₃)为原料制备无水AlCl₃的工艺流程如下。

（1）氯化炉中Al₂O₃、Cl₂和C反应的化学方程式为                      。

（2）用Na₂SO₃溶液可除去冷却器排出的尾气中的Cl₂，此反应的离子方程式为            。

（3）升华器中主要含有AlCl₃和FeCl₃，需加入少量Al，其作用是                。

（4）为测定制得的无水AlCl₃产品(含杂质FeCl₃)的纯度，称取16.25 g无水AlCl₃样品，溶于过量的NaOH溶液中，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，得其质量为0.32 g。

①写出上述除杂过程中涉及的离子方程式：                     

②AlCl₃产品的纯度为            

（5）工业上另一种以铝灰为原料制备无水AlCl₃的工艺中，最后一步是由AlCl₃·6H₂O脱水制备无水AlCl₃，实现这一步的方法是                      

Answer

(1)Al2O3＋3Cl2＋3C2AlCl3＋3CO

(2)SO＋Cl2＋H2O===SO＋2Cl－＋2H＋

(3)除去FeCl3

(4)①Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ Al3＋4OH－===AlO＋2H2O②96%

(5)在HCl气流中加热脱去结晶水

【解析】

试题分析：(1)根据工艺流程可知氯化炉的产物，经冷却、升华可制备无水AlCl3，说明氯化炉的产物中含有A1C13，冷凝器尾气含有CO，所以Al2O3、C12和C反应，生成A1C13和CO，反应方程式为A12O3+3C12+3C2A1C13+3CO; (2)Cl2有强氧化性，将SO32-氧化为SO42-，自身被还原为2C1-.反应离子方程式为SO32-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+；

(3)升华器中主要含有AlCl3和FeCl3，FeCl3熔点、沸点较低，升华制备无水AlCl3，应除FeCl3去.所以加入少量Al目的是除去FeCl3；

(4)①除杂过程中铁离子与氢氧根离子结合成氢氧化铁沉淀，铝离子与氢氧根离子结合成偏铝酸根和水，离子方程式为:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O;

②根据铁原子守恒，令含有杂质FeCl3质量为m，则

Fe2O3~~~~~2FeCl3

160 325

0.32g m

解得，m=0.65g，

所以AlCl3产品的纯度为×100%=96%;

(5)将AlCl3•6H2O脱水制备无水氯化铝可在HCl气流中加热脱结晶水，抑制AlCl3水解。

考点：本题考查化学工艺流程。