Question

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↑．回答以下問(wèn)題：
（1）畫(huà)出Al的原子結(jié)構(gòu)示意圖______；Cl元素在元素周期表第______周期______族．
（2）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______．
（3）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的成分：______．
（4）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)_____．
（5）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______．

Answer 1

解：（1）鋁是13號(hào)元素，原子結(jié)構(gòu)示意圖為：，氯元素是17號(hào)元素，位于第三周期，第ⅦA族，故答案為：；三，ⅦA；
（2）碳可以與O₂反應(yīng)，有利于氧化鋁和氯氣之間的反應(yīng)正向進(jìn)行，故答案為：碳與O₂反應(yīng)，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行；
（3）根據(jù)原子守恒，Al₂O₃、C1₂和C反應(yīng)會(huì)生成A1C1₃，還會(huì)生成碳的氧化物，氣體X可能為CO、CO₂或兩者的混合物，故答案為：CO、CO₂或兩者的混合物，
將生成氣體依次通過(guò)澄清石灰水、灼熱的CuO粉末，如溶液變渾濁，則X中存在CO₂，如黑色CuO粉末變成紅色粉末，則X中存在CO；
（4）金屬鋁和氯化鐵之間的氧化還原反應(yīng)為：Al+3FeCl₃=AlCl₃+3FeCl₂，故答案為：Al+3FeCl₃=AlCl₃+3FeCl₂；
（5）①金屬鋁可以和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，二氧化硅可以和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成硅酸鈉和氫氣，故濾液甲的成分是NaAlO₂、Na₂SiO₃、NaOH，
故答案為：NaAlO₂、Na₂SiO₃、NaOH；
②NaAlO₂、Na₂SiO₃、NaOH中加入過(guò)量的稀鹽酸，得到的濾液是氯化鋁、氯化鈉、鹽酸的混合物，所以濾液乙中加入氨水，發(fā)生反應(yīng)：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，故答案為：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．
分析：（1）根據(jù)原子結(jié)構(gòu)示意圖的畫(huà)法來(lái)回答，元素的周期數(shù)=電子層數(shù)，族序數(shù)=最外層電子數(shù)；
（2）根據(jù)焦炭在一定的條件下可以喝氧氣發(fā)生反應(yīng)來(lái)回答；
（3）根據(jù)原子守恒，Al₂O₃、C1₂和C反應(yīng)會(huì)生成A1C1₃，還會(huì)生成碳的氧化物；
（4）根據(jù)題目信息書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；
（5）金屬鋁可以和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，二氧化硅可以和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成硅酸鈉和氫氣，可溶性的鋁鹽可以喝氨水反應(yīng)制得氫氧化鋁，據(jù)此來(lái)回答．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了考生對(duì)自己存儲(chǔ)的知識(shí)，進(jìn)行分解、遷移轉(zhuǎn)換、重組，使問(wèn)題得到解決的應(yīng)用能力，難度較大．