Question

【題目】(2016·銀川模擬)工業(yè)上通常以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含有少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料制備無(wú)水氯化鋁：2Al2O3＋6Cl24AlCl3＋3O2。

（1）為促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行，實(shí)際生產(chǎn)中需加入焦炭，其原因是_____________________。

（2）加入焦炭后的化學(xué)反應(yīng)可表示為Al2O3＋C＋Cl2AlCl3＋X↑，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定氣體X的__________________。

（3）在提純AlCl3粗產(chǎn)品時(shí)，需加入少量鋁粉，可使熔點(diǎn)較低的FeCl3轉(zhuǎn)化為熔點(diǎn)較高的FeCl2，從而避免在AlCl3中混入鐵的氯化物。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________。

（4）以鋁土礦為原料可以通過(guò)以下途徑提純氧化鋁：

①寫(xiě)出濾液甲中溶質(zhì)的化學(xué)式：___________________________。

②寫(xiě)出濾液乙中加入過(guò)量氨水得到Al(OH)3的離子方程式：__________________________。

③要進(jìn)一步獲得金屬鋁，工業(yè)上采用的冶煉方法是_______________，

有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________。

Answer 1

【答案】（1）加入焦炭消耗反應(yīng)生成的氧氣，使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；（2）將氣體通入澄清石灰水中，若澄清石灰水變渾濁，則說(shuō)明生成的氣體X為CO2；（3）Al＋3FeCl3AlCl3＋3FeCl2；（4）①NaAlO2、Na2SiO3；②Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4+；③電解法 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。

【解析】

試題分析：（1）焦炭和氧氣反應(yīng)，減少生成物濃度，促使反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行；（2）根據(jù)反應(yīng)方程式中元素守恒和原子個(gè)數(shù)守恒，則X含有C和O，可能是CO，也可能是CO2，因此有將氣體通入澄清石灰水中，若澄清石灰水變渾濁，則說(shuō)明生成的氣體X為CO2；（3）根據(jù)信息，加入鋁后，F(xiàn)eCl3→FeCl2，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，因此反應(yīng)方程式為：Al＋3FeCl3AlCl3＋3FeCl2；（4）①Al2O3表現(xiàn)兩性，F(xiàn)e2O3是堿性氧化物，SiO2是酸性氧化物，因此有Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O，SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，F(xiàn)e2O3不反應(yīng)，因此濾液甲中溶質(zhì)是NaAlO2、Na2SiO3、NaOH；②濾液甲中加入過(guò)量的稀鹽酸，發(fā)生主要反應(yīng)是AlO2－＋4H＋=Al3＋＋2H2O，SiO32－＋2H＋=H2SiO3↓，濾液乙的主要成分是AlCl3，然后加入過(guò)量氨水，發(fā)生的離子反應(yīng)式Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4＋；③鋁是活潑金屬，工業(yè)上一般采用電解熔融狀態(tài)的氧化鋁冶煉鋁單質(zhì)，2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑。